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绪论1

一、红外线基本知识简介1

二、红外线气体分析器概述5

第一章 红外线气体分析器基本原理10

第一节 红外线辐射源10

一、斯特芬-玻耳兹曼定律10

二、维恩位移定律11

第二节 红外线气体分析器的基本原理12

一、利用红外线作分析器的基础12

二、朗伯-比尔吸收定律14

第三节 红外线气体分析器的特点16

一、能测量多种气体16

二、测量范围宽16

三、灵敏度高17

四、精度高17

五、反应快17

六、有良好的选择性17

七、能进行连续分析和自动控制17

八、操作简单、维修方便18

第四节 红外线气体分析器的应用18

一、在化工和石油化工中的应用18

二、控制热处理气氛19

三、测定易燃易爆性气体混合物19

四、控制燃烧效率19

五、大气污染的测定20

六、原子能工业中的应用20

七、生物研究中的应用20

八、汽车废气的测量21

九、在医疗方面的应用21

第五节 红外线气体分析器的类型21

一、按红外线气体分析器的物理特征分类21

二、按结构和测量原理分类22

三、按信号检测系统分类22

四、按测量光束的数目分类23

第六节 红外线气体分析器的现状与发展方向23

一、现在的技术水平23

二、发展趋势26

第二章 红外线气体分析器的工作原理34

第一节 负式红外线分析器的工作原理34

一、工作原理34

二、优点和缺点35

第二节 补偿式红外线气体分析器的工作原理36

一、机械补偿法36

二、光源补偿法(电气补偿法)36

三、气室补偿法36

四、三种补偿法比较37

第三节 直读式红外线气体分析器38

一、空间双光路红外线气体分析器38

二、空间单光路红外线气体分析器(时间双光路红外线气体分析器)42

三、直读式红外线分析器与补偿式红外线分析器的比较44

四、正式红外线分析器的优缺点46

第三章 红外线气体分析器的主要部件47

第一节 红外线辐射光源47

一、红外线辐射光源的组成和对红外光源的要求47

二、红外光源的种类48

三、反光镜50

四、切光片50

第二节 气室、窗口材料和滤波元件51

一、气室51

二、窗口材料52

三、滤光元件54

第三节 接收气室——检测器57

一、检测器的作用57

二、检测器的种类57

三、薄膜电容检测器63

四、半导体检测器77

第四节 红外线气体分析器的几个特性分析78

一、切光频率78

二、测量气室长度的选择79

三、参比气室及过滤气室的长度选择82

四、接收气室的结构参数83

第五节 选择性及提高选择性的措施85

一、选择性和选择性系数85

二、选择性系数及提高选择性的措施87

第四章 红外线气体分析器的前置放大器91

第一节 直流极化法用的前置放大器91

一、工作原理91

二、“佛分”产FQ型红外线分析器的前置放大器95

三、“南分”产HW-001型红外线分析器的前置放大器99

四、西德“HB”公司URAS-2T型红外线分析器前置放大器103

第二节 高频调幅振荡法——美国贝克曼公司865型红外线气体分析器的前置放大器108

一、高频信号源晶体振荡器的工作原理109

二、调幅电路117

三、倍压检波及滤波电路120

四、缓冲放大器122

第三节 高频振荡调频法——8220型红外线气体分析器的前置放大器124

一、晶体管振荡器与频率调制器124

二、频率解调127

第五章 红外线气体分析器的主放大电路与恒温控制电路133

第一节 主放大器133

一、贝克曼865型红外线气体分析器的主放大器134

二、横河8220型红外线气体分析器的8225型转换放大器156

三、哈特曼-布朗公司的URAS-2T型分析器的主放大器161

四、HW-001型主放大器168

第二节 红外线气体分析器的恒温控制系统177

一、贝克曼865型红外线分析器的恒温控制系统178

二、横河8220型分析器的恒温控制系统185

三、URAS-2T型红外线气体分析器的恒温控制系统186

第六章 典型红外线气体分析器189

第一节 美国贝克曼公司865型红外线气体分析器189

一、概述189

二、光学系统的主要部件191

三、电气系统193

第二节 横河8220型红外线气体分析器200

一、概述200

二、8221型检测器200

三、8225型转换放大器206

四、恒温箱207

五、电源207

第三节 哈特曼-布朗公司(HARTMAN-BRAUN)URAS-2T型红外线气体分析器210

一、概述210

二、光学系统212

三、电气系统214

第四节 堀场EIA-31型、TIA-31型红外线分析器220

一、概述220

二、测量原理221

三、分析器电路223

四、防爆装置226

五、恒温装置226

第五节 HW-001型红外线气体分析器227

一、概述227

二、光学系统——单光源双光路系统229

三、电气系统229

第六节 FQ型红外线气体分析器233

一、概述233

二、分析系统234

三、电气系统235

第七节 GQH-T-200型双组分红外分析仪239

一、仪器的主要技术指标239

二、仪器的使用条件239

三、仪器的工作原理240

四、主要部件介绍247

五、仪器的特点259

第八节 日本横河IR11、IR21型红外线气体分析仪260

一、概述260

二、仪器的结构及测量原理261

三、仪器的特点265

四、电路分析265

第七章 红外线气体分析器在工业生产和环境监测中的应用270

第一节 取样及其重要性270

第二节 在合成氨工业生产中的应用275

一、在中小型合成氨工业中的应用276

二、在大型合成氨工业中的应用284

三、在部分氧化法氨生产中的应用303

第三节 在燃烧系统和环境监测中的应用306

一、燃烧排放气的取样装置和预处理系统307

二、大气污染监测的取样装置314

第四节 在石油化工中的应用316

第八章 红外线气体分析器的安装、调校和维护319

第一节 仪器安装和开表程序319

一、取样位置的选择和取样装置的安装319

二、输气走线和配管320

三、预处理系统和分析器的安装322

四、配线323

五、开表程序324

第二节 FQ型的调校和故障处理325

一、仪器的调校和投运325

二、日常维护329

三、故障排除330

第三节 URAS-2T的调校与使用332

一、仪器的调校和投运332

二、日常维护和典型故障排除338

第四节 865型红外线气体分析器的调校与使用342

一、调校前的检查和准备342

二、仪器的调校和投运344

三、测量非线性和输出线性化349

四、维护350

五、故障处理351

第五节 8220型的调校和维护354

一、调校前的检查和准备354

二、调校和投运357

三、维护363

四、故障处理364

第六节 过程分析器标准气配制366

一、低压配气367

二、低压多组分配气370

三、低压容积配气372

第七节 红外线气体分析器的误差374

一、背景气干扰附加误差375

二、预处理过程附加误差377

三、电源频率变化附加误差378

四、环境变化附加误差379

五、流速变化附加误差380

附录一 不同浓度单位换算系数381

附录二 部分国产红外线气体分析器382

参考文献387