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气路系统是造成仪器零位漂移的最主要原因
时间:2015-08-04 10:16   来源:未知   作者:肖遥   点击:
  一、光干涉甲烷测定器零位漂移的原因
  在日常检定中,经常会遇到光干涉甲烷(CH4)测定器(以下简称“测定器”)条纹合格,但是检定过程中却产生零位漂移的情况。测定器产生零位漂移的因素很多,最根本的原因是产生了非调节、非测量性的光路及光程差的改变,造成了干涉条纹的移动。具体原因如下:
  1.测定器制造时各组件的选材及工艺
  测定器制造时选用的材料质量差,如铝合金压铸件、金属加工件、塑料件、橡胶件等。因为工艺的原因造成机械加工时零部件的表面粗糙度、尺寸准确度超差。由于这些先天性的质量问题,当受到外界环境的影响时便易产生机械变形,引起光路改变而使条纹产生移动。
  2.装配与修理
  装配或修理测定器时,各组件装配不平整、不牢固,如组件间有脏物或固定螺钉拧得松紧不均,当受到外界环境影响时,部分组件易产生位移或变形,从而引起光路改变,造成条纹移动。
  3.气路(平衡气路与测量气路)
  气路系统不完好,出现漏气、不通畅及空气室和测量室互相串气等。当受到外部因素影响而产生非光程差条纹移动并严重串气时,不论加压或抽进被测气体体积分数多大,条纹均不产生移动。
  二、气路系统导致的零位漂移
  气路系统是造成仪器零位漂移的最主要原因,下面笔者以气路系统为例对其进行分析:
  1.测量气室漏气
  当测量气路漏气时,测量室漏进比空气折射率大的气体(如CH4、CO2等),使干涉条纹向正方向移动,俗称仪器跑正;反之,测量室漏进比空气折射率小的气体,使干涉条纹向负方向移动,俗称仪器跑负。
  2.气体测量室至气球之间气路漏气
  这时,气球不能将气室内的气体完全抽出,被测气体不能进入测量室或只能进入一部分,造成测量值比被测量气体的实际体积分数要小;严重漏气时,条纹不会产生移动。
  3.气体测量室堵塞或不畅通
  当抽气测量时,由于气室堵塞或不畅通,气室内的气体抽出的多,进入的少或根本不能进入。此时测量室产生负压,使通过测量室的光路发生变化,造成条纹向负方向移动。
  4.平衡气路中的空气室或盘形管堵塞或不畅通
  出现这种情况,盘形管会失去平衡气压的作用。并会随外界温度而变化,温度越高,室内空气的压强越高,条纹向负方向漂移(跑负)越大,温度低条纹则向正方向漂移(跑正)。
  5.串气
  气室组的空气室和测量室之间漏气。这时,进入测量室的气体,同时也会进入空气室。如严重串气,条纹不会产生移动;串气不严重时,会出现测量值比实际值小的现象。
  例如:抽进测量室5%CH4,因漏气使甲烷气体串入空气室,导致空气室CH4含量达2%,测量时由于测量室与空气室抵消了2%CH4,仪器实际测量值为3%CH4,而比当初抽进测量室的气体值要小。再到另一测量点,测量室抽进1%CH4,而空气室原串入2%CH4。仪器在短时间不会很快扩散串出,造成空气室的CH4体积分数高于测量室的CH4体积分数,干涉条纹必然向负方向移动。如测量完毕,回到原对零地点,测量室抽进新鲜空气。此时,空气室内还存有一定量的CH4,仪器条纹必在零位的左侧(跑负),由于空气室内不是新鲜空气,而存有CH4,造成仪器在以后的使用过程中,测量CH4浓度不准确,不能正常使用。
  6.空气室漏气
  漏进折射率比空气折射率大的气体,条纹向负方向移动,仪器跑负;反之条纹向正方向移动,条纹移动的多少取决于漏进空气室气体折射率与体积分数。
  三、解决方法
  1.换新鲜空气,将气室空气室堵塞头取下,将不漏气的气球用CH4出气嘴组与空气室连接,握压(5~6)次气球,空气室换进新鲜空气后,将空气室的堵头堵上,再将带有抽出嘴组的气球接到盘形管上。握压(5~6)次气球,使盘形管内换进新鲜空气。
  2.盘形管畅通,将带有抽出嘴组的气球与盘形管相连,将气球握扁再放松到气球鼓起的时间应为(6~10)s。如果超过10s,盘形管平衡气压时间长。如果小于6s,盘形管漏气,应修换。
  3.气路系统要保证不漏气、畅通、无堵塞、气室测量室与空气室不串气。否则,应分段检查,直至问题排除。
  4.排除间隙和应力:在组装中,螺钉要拧得松紧适宜,零部件接触面平整、无空隙,尤其平面镜底座与本体。
  5.发现不合格部件(如本体、镜座等部件出现加工粗糙、有砂眼、不平整等问题),要及时更换或进行维修。


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