TOC-4200基线位置NG的示例分析
通过NDIR检测器的电路控制部分分析基线NG的原因。NDIR检测器PCB板的主电路如图(1):
电
路
分
析
图(1)中第一级放大器是把NDIR检测器的CO2检测信号放大数十倍。第二级由运放4558和VR1和VR2组成负反馈放大器,它的基本任务是调节NDIR检测器的CO2检测信号大小,要求它的输出量唯一取决于输入信号。TOC仪器在实际的使用中,各种不可避免的实际因素(温度、干扰、失真、负载变化等)将对NDIR信号放大器的输出量产生各种不同的影响。这些影响放大器输出量的原因都属“变化因素”。该电路的实质就是输出量参与控制。它的重要特性是能稳定输出端被取样的量,也就是说,如果有“变化因素”,该负反馈电路的作用是削弱输出量的变化。由于输出量变化的削弱过程是建立在输出量“有变化”这一前提上的,因此不可能把输出量的变化削弱到零。消弱输出量变化的结果将使放大器的性能得到改善。但我们不能无限制调节VR1和VR2,调节VR1或VR2都会改变放大器的闭环增益A。在没有查明导致NDIR基线位置NG的主要原因时,无节制的调整会导致放大器稳定性差、增加非线性失真、造成放大电路内部的干扰和噪声等等。如果因为漏气、载气不纯、NDIR检测池受污染等等导致基线NG,则不能通过VR1或VR2进行调整。NDIR放大器闭环增益A在TOC-4200仪器出厂前已经调好,VR1和VR2 的出厂位置是最合适的,也是唯一的,并经过专业技术人员测试通过。当环境温度、湿度发生很大变化,仪器使用时间过长导致放大器外围元器件老化,放大器闭环增益A发生漂移,才可通过NDIR电路板的VR1和VR2进行微调。调节时一定要记住旋转方向和旋转圈数,即使发生错误的调节也能恢复VR1、VR2的原来位置。
当VR1和VR2电阻增大时,反馈系数F减小,反馈量Xf减小,放大器(IC芯片M1的5、6角)净输入量相对增加,NDIR的基线位置就会上升。
当VR1和VR2电阻减小时,反馈系数F增大,反馈量Xf增大,放大器(IC芯片M1的5、6角)净输入量相对被削弱,NDIR的基线位置就会下降。
如下图(2):
造成NDIR基线位置NG的原因有很多:漏气、载气不纯、NDIR检测池受污染等等。这些都属于常见现象,都会导致检测器的输出电压信号增大,所以基线位置就会偏高。图(2 )是TOC-4200仪器监视器画面中看见的图形,可以判断基线位置是否OK。当基线在0点时,基线位置OK。当基线在1、2、3、4、5时,均属基线位置NG。
当基线位置处于0位时,基线OK!此时通入NDIR测定池的气体是高纯氮气(纯度≥99.99%)。由于没有CO2及干扰气体,红外线全部通过,L/V传感器(NDIR检测器)输出电压约为0V。
当基线位置处于1、2、3、4、5位或更高时,基线NG,READY灯灭,仪器不能正常运行。此时通入NDIR测定池的载气气体中含有CO2或其他干扰气体。由于有干扰气体,红外线就会被吸收,L/V传感器(NDIR检测器)输出电压不再是0V,CO2的含量决定输出电压大小,CO2的含量越大基线位置就越高。当载气中含1000ppmCO2气时输出电压约为1V。
解
决
方
案
如果有CO2或干扰气体进入NDIR测量池,应该检查载气气体流动回路是否漏气、CO2吸收器是否失效或更换高纯氮气等。NDIR测量池受污染,更换检测池。切记不要随意调节VR1、VR2,电阻值调乱后会导致NDIR放大器稳定性差、增加非线性失真、造成放大电路内部的干扰和噪声等等。有问题可以致电岛津售后400 650 0439。
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