一、概述

HWF-1型便攜式紅外線分析器，是為環(huán)保環(huán)監(jiān)、人防系統(tǒng)及衛(wèi)生防疫部門研制的用于測量環(huán)境中CO₂的專用儀器。能快速準確地對賓館、舞廳、商場、醫(yī)院、影劇院、人防工事、車廂、船艙等公共場合空氣中的CO₂濃度進行測定。本儀器可用直流供電，所以還能對公園、露天劇場、廣場等野外場合中的CO₂濃度值進行測定。儀器為線性化輸出，直讀濃度值，液晶顯示，保證三位有效數(shù)字，精度為2.5級。

目前本儀器為家推出的交直流供電便攜式紅外線CO₂分析器。交流用220VAC市電，直流為鎘鎳蓄電池供電。機內(nèi)設有充電線路，使用為方便。儀器光學部分結(jié)構，采用低噪音自穩(wěn)速直流電機，運轉(zhuǎn)可靠，儀器的電路部分全部采用進口大規(guī)模集成電路，所以，體積小，耗電省，可靠性高。取樣系統(tǒng)與儀器一體化。拉桿式取樣手柄使用方便，便于攜帶。的結(jié)構及線路，使儀器預熱時間較短，開機5分鐘后即可開始測量，可使用戶工作效率大大提高。

本儀器的使用環(huán)境溫度在0℃-­35℃，相對濕度不大于85%R.H。周圍環(huán)境不應有腐蝕性氣體及強烈的機械震動和電磁干擾。

二、工作原理

本儀器是根據(jù)比爾定律和氣體對紅外線的選擇性吸收原理設計而成的。采用時間雙光束、氣體濾波、InSb半導體檢測器。

吸收關系如圖一：

紅外光源發(fā)出的紅外線能量為I₀，它通過一個光程為L的多次反射氣室之后，能量變?yōu)镮₁，如果氣室中有吸收紅外線能量的氣體時，如CO₂，則量I₁滿足下式：

I₁=I₀e^-KCL

式中：K——是氣體的紅外線吸收系數(shù)

C——是被測氣體的濃度

L——是氣室的長度

當氣體的種類一定，則K就確定，K表示的是氣體吸收特性的一個系數(shù)。

二氧化碳氣體的特性吸收波長是4.26μm，也就是說二氧化碳對4.26μm的紅外線能量有強烈的吸收，選定3.9μm波長為參比波長，因為二氧化碳氣體在這一區(qū)域不吸收紅外線能量。

當氣室長度L一定時，從上式看出I₁的大小僅與氣體濃度有關，測量出I₁的大小就等于測量出氣體濃度的變化。

三、主要技術數(shù)據(jù)

1、測量范圍：0～10000PPMCO₂

2、線性度：≤±2% F·S

3、重復性：≤1% F·S

4、預熱時間：5分鐘

5、零點漂移：≤±2% F·S/小時

6、量程漂移：≤±2% F·S/3小時

7、響應時間： T_0～T₉₀≤15秒

8、輸出波動：≤±0.3%F·S

9、環(huán)境溫度：0℃_～35℃

10、環(huán)境濕度：85%R·H

11、氣體干擾誤差：對1000PPMCO₂≤±1%F·S

12、供    電：220VAC±10%；9VDC±10%

13、耗    電：≤500mA

14、重    量：≤2.5公斤

15、     外形尺寸：85×185×240mm³（高×寬×長）

四、成套性

全套HWF-1型便攜式紅外線分析器包括：

1．HWF-1型便攜式紅外線分析器                1臺

2．取樣器                                   1個

3．優(yōu)質(zhì)橡膠管4×6                          2米

4．儀器箱                                   1個

5．尼龍背帶                                   1根

6．專用電源（9V₁A），恒流300mA              1個

7．改錐                                1個

8．儀器安裝使用說明書                      1本

9．產(chǎn)品合格證                                  1份

五、儀器結(jié)構

儀器的系統(tǒng)方框圖如圖二所示。

圖二 儀器系統(tǒng)方框圖

當儀器工作時，直流電機帶動調(diào)制盤上的兩種濾光片旋轉(zhuǎn)，將紅外線光源發(fā)出的能量調(diào)制成兩種不同時間順序的能量，一種是3.9μm的參比能量，一種是4.26μm的分析能量。經(jīng)過濾波室，分析氣室之后，到達半導體檢測器上，同時調(diào)制盤上的切光片在掠過光電耦合器光槽時，產(chǎn)生同步脈沖信號，輸出給控制板，以便將兩種信號識別出來。

當氣室中無被測氣體時，分析與參比信號都不衰減；而當氣室中有被測氣體時，由于被測氣體的吸收作用，使分析信號減弱，參比信號仍保持不變，分析與參比信號之差與氣體濃度成比例，這個微小的變化信號被前置放大器放大到1V左右，輸出給主信號板并在主信號板中進行放大、經(jīng)自動增益調(diào)整、邏輯信號分離、線性化校正網(wǎng)絡，將非線性信號轉(zhuǎn)換成線性信號并由面板上的液晶顯示器直接顯示出濃度值。

六、儀器的啟動與操作

（1）啟動

儀器內(nèi)部結(jié)構如圖三所示

圖三 儀器面板示意圖

操作步驟如下：

交流供電時要將專用電源的Φ4插頭插在儀器面板“外接”插孔處；專用電源上開關撥在“外接”位置，打開儀器開關，泵開關處于“關”狀態(tài)，將波段開關置于“檢”的位置。這時儀器顯示為電源電壓數(shù)值應大于6.5V，否則需要充電。然后將波段開關置于“測”的位置。這時儀器指示由小到大變化約1分鐘后，指示回到“0”附近。

（2）校零點

如圖四、圖五所示

圖四 儀器后板示意圖

圖五 校零點

將儀器后部切換閥打在“零點”位置，打開泵開關，可聽到泵的聲音，說明泵在工作。旋鈕仍處在“測”的位置，這時如果指示不是“0”，旋下零點電位器護蓋，緩慢擰動電位器，使儀器指示為“0”。

（3）校終點

如圖六

圖六 校終點

校好儀器零點后，關上泵開關將切換閥打在“測量”位置打開標準氣總閥，再緩慢旋動減壓器旋桿，用橡皮管與氣瓶出口連接，將皮管放在耳邊能聽到輕微的“咝咝”聲，這時流量大約為0.5升/分，將皮管插到儀器入口“IN”處，出口放空，這時儀器指示上升，待穩(wěn)定后，調(diào)終點電位器，使指示值與標準氣值相等，約4500-5000PPMCO₂（氣瓶標簽上有）。關上標準氣瓶總閥，再將閥撥在“零點”位置，開泵后指示又回到“0”附近，終點就校好了。

（4）測量

如圖七所示

圖七 測量

啟動，校好“零點”，“終點”后，就可以開始測量了。將取樣探頭拉開，將閥撥在“測量”位置，用皮管將取樣器與儀器入口相接，出口放空，打開泵開關，便可將被測環(huán)境的氣體抽入儀器內(nèi)，從顯示器上能直接讀得被測氣體CO₂的濃度值。測量第二個數(shù)時，可不必再回零了，將探頭指向被測處，可直接測量第二個數(shù)。1小時后，可回零檢查。零點變化較大時，可以旋動電位器調(diào)零。

（5）充電

專用電源中帶有充電器。該充電器能以300mA左右的恒定電流給儀器蓄電池充電。使用時，將開關撥在“充電”位置，將充電器一端插在220V交流上，另一端的φ4插頭插在“充電”插座上，波段開關處在“檢”的位置，便可對儀器充電。充電時儀器的“電源”與“泵”開關都處在關的位置，當想觀察充電情況時，可打開電源開關看一下顯示器的顯示，若大于8V就充好了，若不到8V需繼續(xù)充電，儀器“電源”與“泵”開關仍處在關狀態(tài)。如完全放電的電池需8-16小時可充足電。經(jīng)常使用反復充電能使電池電量增加,壽命反而適當延長，真正充足電后，在儀器與泵都開的情況下，可連續(xù)工作6-7小時，電壓指示在5.5V時雖儀器仍能正常使用，但對蓄電池壽命有損害，因此，一般在電池電壓下降到6.5V時就及時充電，長期工作在6.5-7.5V之間是正常的情況。同時也要防止過充電，如超過20小時的充電和電壓指示超過8.5V也會對蓄電池損害使之漏液損壞儀器。

（6）電池保護

如將波段開關在“檢”處再順時針旋一下，處在“關”的位置，就可將機內(nèi)電池斷開，這時不管“電源”和“泵”開關是開是關，儀器都不工作，以防止“電源”開關誤打開而將電池的電放光，（新儀器波段開關都處在電池保護狀態(tài)）長期保存和長途運輸時，都應處在電池保護狀態(tài)，以防振動等將“電源”開關誤開。

注意：給儀器充電時，不要處在電池保護狀態(tài)，否則將充不上電，也不要用穩(wěn)壓電源充電，那樣不容易充足。

（7）注意事項

①零點變化不大時不必經(jīng)常調(diào)整，終點也不必經(jīng)常校準，因本儀器穩(wěn)定性很好，經(jīng)常使用時一周校一次便可以了，如發(fā)現(xiàn)每次終點變化不大則可更長時間校準。

②儀器不用時，要將閥撥在“零點”位置。這樣，使氣路密閉既可保護氣室，又可防止空氣中的CO₂使堿石灰失效。

③校準氣在用過之后，一定要將總閥關緊，以防漏氣。

④取樣手把中裝有脫脂棉，受濕板結(jié)后可更換，只需少量均勻拉松裝入手把內(nèi)，太多就會影響進氣量。過濾器中的堿石灰是CO₂吸收劑，長期使用后會發(fā)黃發(fā)白，說明效力降低或失效，這時過濾器循環(huán)回零緩慢或不能回零，需要更換了，如使用得當一般可用半年以上，甚至一年以上。

過濾器中的蘭色顆粒是變色硅膠起防濕作用。即可使儀器的氣室及管路保持干燥，又能延長堿石灰的壽命，特別是在南方炎熱的夏季，如發(fā)現(xiàn)硅膠變成粉紅，應及時更換。更換時只須將儀器后部的過濾器蓋子旋下，倒出，裝入新的堿石灰和硅膠則可。

七、儀器的故障及其排除

本儀器可靠性高，不易發(fā)生故障。如果因運輸或操作不當發(fā)生下列故障時，用戶可自行排除。

（1）儀器無指示，或時有時無。

①波段開關處在“關”的位置。打到“檢”或“測”即有指示。

②開關接觸不好，反復開關幾次使之接觸好。

（2）充不上電，或充電后使用時間很短。

①檢查是否將充電器插在“充電”位置上。是否將專用電源撥在“充電”位置上，如果將充電器插在“外接”或?qū)Ｓ秒娫磽茉?ldquo;外接”的位置都不能充上電或充不足電。

②檢查是否波段開關處在“關”的位置，這時儀器充不上電，正確的位置應處在“檢”。

③檢查在充電時儀器“電源”和“泵”開關是否處在關的狀態(tài)，如處在開的狀態(tài)，則儀器是在工作，是放電狀態(tài)，所以也充不上電。

④檢查充電器Φ3.5插頭是否完全插入了“充電”插座并不松動，否則要將插頭根部的黑橡膠用小刀清除一下，使插頭完全插入并接觸好。

（3）泵不工作

這時儀器調(diào)零和測量時指示不變或變化很小，開泵后聽不到泵的轉(zhuǎn)動時，這時說明泵沒工作，原因有：

①泵開關接觸不良，反復開關幾次看是否接觸好了。

②電池電壓太低如5.5V，這時需要給蓄電池充電。

③檢查過濾器是否受潮板結(jié)使氣路不通，可更換濾紙，堿石灰或少裝一些硅膠都能使過濾器暢通。

④需要打開儀器外殼，將焊在泵上的電阻的阻值減小，如原來是兩個電阻串聯(lián)在一起可去掉一個，如原來是110Ω可換成91Ω，82Ω或62Ω等，也可去掉該電阻直接將線焊在泵上，但這時泵的聲音會增大，調(diào)整該降壓電阻能使泵工作在狀態(tài)，雖然此調(diào)整很容易，還是有電工知識的人去做為好。

（4）儀器靈敏度低

使用標準氣校準時，終點位置擰到頭，指示仍達不到標氣濃度，解決方法：

①檢查過濾器中霍加拉特是否失效，如失效就沒有使儀器真正地調(diào)零。

②在潮濕和污濁的環(huán)境中長期使用，又沒有及時更換手把中的脫脂棉和過濾器中的變色硅膠，使氣室污染，打開儀器蓋，用無水酒精滴入氣室內(nèi)進行清洗，再開泵通入空氣將酒精吹干，應避免氣室污染。

（5）若出現(xiàn)其它問題，用戶解決不了，可及時與生產(chǎn)，銷售單位聯(lián)系，進行維修。

八、儀器的運輸與保管

1、儀器運輸時要防雨防強烈沖擊。

2、儀器應存放在干燥處及其濕度小于85%R.H的室內(nèi)

空氣中無腐蝕性氣體。儀器不用時把儀器上的出口與入口用皮管封閉起來，以避免氣室污染。

九、制造廠的保證

在用戶遵守保管和使用規(guī)則的情況下，從制造單位發(fā)貨給用戶之日起，十二個月內(nèi)產(chǎn)品因質(zhì)量不良而發(fā)生損壞或不正常工作時，制造單位將無償?shù)貫橛脩粜蘩砘蚋鼡Q產(chǎn)品零部件。  

 

 

 

 

金壇市啟程儀器制造有限公司

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