微流量检测是一种利用敏感元件的热敏特性测量微小气体流量变化的气体测量方法。传感元件是两个微型热丝电阻镍镉栅和另外两个辅助电阻组成惠斯通电桥。热丝电阻通电加热至一定温度，当有气体流过时，带走部分热量使热丝元件冷却，电阻变化，通过电桥转变成电压信号。
4.2.1 原理结构
西门子公司ULTRAMAT23型微流量红外气体分析器的原理结构如图2。
1－毛细管气流通道，2－第二层接收气室，3－微流量传感器，4－测量气室， 5－切光片，6－切光片马达，7－红外光源，8－反射镜，9－光学窗口，
10－可调滑片，11－第一层接收气室，12－第三层接收气室
图2 微流量检测器的单光路红外分析器光学系统示意图
红外光源7被加热到600℃时发射出红外线，由切光片5调制成频率为25/3Hz的间断光束，经测量气室4进入检测器的接收气室。
接收气室由填充了待测组分的多层串联气室组成，第一层吸收红外辐射波带中间位置的能量，第二层吸收边界能量，二者之间通过微流量传感器3连接在一起。当切光片处于“接通”位置时，第一层接收气室11填充的待测组分吸收红外辐射能量后，受热膨胀，压力增大，气流经毛细管通道流向第二层接收气室2；当切光片处于“遮断”位置时，第一层气室填充气体冷却收缩，压力减小，第二层气室的气流经毛细管通道反向流回第一层气室。切光片交替通断，气流往返流经微流量传感器，便在检测器电桥两端产生了交流信号，信号幅度大小与流经传感器的气体流量成正比，而与待测组分的浓度成反比。 微流量传感器中有两个被加热到大约120℃的镍格栅，这两个镍格栅电阻和两个辅助电阻形成惠斯通电桥。脉冲气流反复流经微流量传感器，导致镍格栅电阻阻值发生变化。
接收气室采用串联型结构是为了消除干扰组分对测量结果的影响。在接收气室中，除填充待测组分外，还根据被测气体的组成填充一定比例的干扰组分。干扰组分在第一、二两层气室中对红外辐射的吸收，产生的压力作用方向相反，相互抵消。在ULTRAMAT23产品中，还设有第三层接收气室12，其功能是延长二层气室的光程长度，吸收红外辐射边缘能量，并可通过滑片调整三层气室的透光孔径大小，改变红外吸收，最大限度地减少某个干扰组分的影响，作用相当于一个可调光锥。
线圈电磁铁
4.2.2 性能特点
（1）双光路的微流量红外气体分析器稳定性好，可以在线使用。
（2）灵敏度高，可以分析微量气体。
（3）检测器结构简单，成本低廉。
（4）检测器可以串联使用，适合同时分析多种组分。
（5）检测器不怕振动，振动对仪器测量无影响。
4.2.3 国内外主要生产厂家
（1）武汉四方光电子有限公司的微流量红外气体分析器Gasboard-3000型（新产品），检测器为该公司自主研发，可以实现多组分测量。
（2）西门子公司的ULTRAMAT6型红外气体分析器，双光路结构，适合在线使用；ULTRAMAT23型红外气体分析器，单光路结构，检测器可以串联，实现多组分测量。
（3）富士电机的ZRE型微流量红外气体分析器；横河电机的IR100型和IR200型微流量红外气体分析器。
（4）车门密封条异响Rosemount的X-Stream通用型气体分析器X2GP。
（5）德国BUHLER公司，北京雪迪龙公司和成都倍诚公司也生产微流量红外气体分析器，微流量检测器采用西门子产品。
4.3 气体滤波相关（GFC）红外气体分析器
气体滤波相关检测是通过将透过相关轮上参比气室和分析气室的红外光线的比较得出被分析气体浓度的方法。
4.3.1 原理结构
1－光源，2－滤波气室轮，3－同步信号发生器，4－干涉滤光片，
5压铆螺栓－测量气室，6－接收气室，7－锑化铟检测元件
图3 采用GFC技术的红外分析器原理结构图
图3 香仁夏露是一种采用GFC技术的红外分析器原理结构图。滤波气室轮2上装有2个滤波气室，其
中一个是分析气室S，充入氮气，另外一个是参比气室R，充入高浓度的待测组分气体。两种滤波气室间隔设置，当滤波气室轮在马达驱动下旋转时，分析气室和参比气室轮流进入光路系统，形成时间上分割的测量、参比双光路。
当分析气室,S进入光路时，由于S中充的是氮气，对红外光不吸收的，光束全部通过，进入光路系统形成测量光路。当参比气室R进入光路时，由于R中充的是待测组分气体，红外光中的特征吸收波长部分几乎被完全吸收，其余部分进入光路系统形成参比光路。
光源发出的红外光中能被待测组分吸收的仅仅是一小部分，为了提高仪器的选择性，加入了窄带干涉滤光片4，其通带中心波长选择在待测组分的特征吸收峰上，只有特征吸收波长附近的一小部分的红外光能通过滤光片进入测量气室5。接收气室6是一个光锥缩孔，其作用是将光路中的红外光全部会聚到检测元件上。
4.3.2 性能特点
（1）水蒸气或其它干扰组分对透过两气室的红外光线的吸收相同，因此检测器接收到的能量差值只与被测气体浓度有关，抗干扰性能良好。
（2）适合小量程测量，可以测量0-30×尾气吸收塔10-6CO。
（3）滤波气室轮上参比气室的作用主要是波长参比，消除不同红外吸收波长气体的影响。参比气室不起能量参比作用，因此通常稳定性不好，受环境温度影响大。不加能量参比边时不适合在线使用。
冷轧扁钢（4）测量小量程气体时，气室为多次反射池，腔体内容积大，响应时间长。若要减小响应时间，需加大气体流量。
4.3.3 国内外主要生产厂家
（1）北京华云分析仪器研究所
（2）英国Servomex公司Xentra4100系列中的Gfx
（2）TELEDYNE公司生产的MODEL GFC7000E/7001E/7002E
豫公网安备41160202000603
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