[其他]红外流体分析器

说明书

本发明涉及利用红外吸收技术来分析一种流体的装置，具体地说，涉及应用气动检测器的这类装置。

在本技术领域中，美国专利第4004146号公开了多种类型利用红外吸收技术来分析一种流体的装置。通常，这类装置包括一个红外辐射源：让红外辐射源交替地通过参比室和试样室以及一个对在待分析气体的光谱范围内从参比室和试样室发出的入射光束能量之间的差作出响应的气动检测装置，例如已由美国专利第2681415号、第3968369号以及第3970387号公开。正如美国专利第3212211号中所公开的那样，在当检测和放大时得到有关试样室中流体组成的信息的气动检测器中，能差会引起待测气体的压力变化。

在该技术领域中，“LUFT”型气动检测器是众所周知的，它包括一个检测该气动检测器的气室中压力变化的电容器型传声器系统。典型的电容器型传声器用一个薄的可动的金制隔膜或者铝箔制作，它形成电容器的第一极板，而彼此隔开的第二极板则当作电容器的定片。隔膜与气室保持联系，并且随气室中压力变化而运动。在隔膜和定片之间串接一个电阻和电动势源，使电容器电极化，以致隔膜的运动产生一个对应于电容量变化的信号。然后，这个信号被放大，显示在仪表上。

虽然，这类装置在过去一段时间内被证明是有用的，但是由于存在使电容器式传声器极化的电阻和电动势源，所以该系统中就存在电噪声，使其灵敏度受到限制。随着该系统中电阻的增大，该系统中的噪声也随之增大。而且，随着电阻温度的提高，噪声也增大。因此，由于噪声级（以及气动检测器的灵敏度）随温度而变化，从而使该问题变得特别麻烦。故而，人们希望有一种在红外分析器中使用的气动检测器，它可使该系统中的噪声减少到最低限度并且灵敏度不随温度变化而变化。

可是，通常的红外分析器因为其采用一种密闭式且含有一种经选择的参比气体的参比室，所以可靠性较差。这类系统的固有的问题可能是参比室密封不严密或者密封性在使用中会被破坏，而且“参比气体”的组成也会变动。在这种情况下，红外分析器的精确度会受到影响。因此，希望有一种双光束红外分析器，其中参比室对于通过的红外辐射一定要保持恒定。

最后，业已确定，红外辐射源和待分析的试样流体两者的温度控制均欠佳，可能使普通的红外分析器受到限制。另外，还确定了，通常的红外辐射源的输出随其温度而变化，以致从开始激活到达到稳态输出的时间可能要花好几个小时。这种不稳定性尤其反映在不用参比室的“单光束”红外分析器上。此外，试样流体的冷凝也是通常的红外分析器的一个问题，而这可以用合适的温度控制装置使其减少到最低限度。

因此，人们希望有一种不受温度不稳定性影响且在激结之后短时间内得到可靠结果的红外流体分析器，还希望有一种装有可保证试样流体在试样室中不致冷凝的装置的红外分析器。

本发明提供了一种改进型的红外流体分析器，它包括一个气动检测器，该检测器大大地提高了信噪比，并且采用驻极体材料， 使电容元件极化来大大地提高该系统的灵敏度。采用这种方式，可以不用已有技术中的电阻和电动势源，从而简化了检测器的电路系统，降低了噪声级，还消除了该系统的温度依赖性，提高了稳定性。

本发明还使红外分析器稳定性得以提高，该分析器包括一个能使红外辐射源和试样室的温度保持在预选定的稳态工作温度下的新型温度控制系统，从而使红外辐射源的输出电平的波动和试样室中不希望出现的冷凝减至最小。

另外，本发明还提供一种新型的双光束分析器型的固体材料参比室结构。由于这一改进，可使参比室保持一个光学常数，这与以前的充气参比室易漏泄以及光学特性作相应变化不同。

附图说明：

图1为说明本发明的一种已有技术的红外分析器示意图;

图2为本发明的双光束红外分析器的示意图;

图2a、图2b、图2c及图2d为图2中的所示分析器的目前的最佳实施例;

图3为本发明单光束红外流体分析器的示意图;

图3a和图3b为图3中所示分析器的目前的最佳实施例。