红外例子检测器

红外检测就是利用红外辐射原理对设备或材料及其它物体的表面进行检验和测量的专门技术，也是采集物体表面温度信息的一种手段。 红外检测的原理 红外线检测物体表面温度分布的变化如图1所示。 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/07/200807231651_99712_1604460_3.jpg[/img]图1 红外检测物体表面温度变化示意 从图中可见，热流注入是均匀的，对无缺陷的物体，正面和背面的温度场分布基本上是均匀的，如果物体内部存在缺陷，在缺陷处温度分布将发生变化，对于隔热性的缺陷，正面检测方式，缺陷处因热量堆积呈“热点”，背面检测时，缺陷处则是低温点；而对于导热性的缺陷，正面检测时，缺陷处的温度是低温点，背面检测到缺陷处的温度是“热点”。可见，采用红外检测技术，可以形象地检测出材料表层与浅层缺陷和范围。 当一个物体本身具有不同于周围环境的温度时，不论物体的温度高于环境温度，还是低于环境温度；也不论物体的高温来自外部热量的注入，还是由于在其内部产生的热量造成，都会在该物体内部产生热量的流动。热流在物体内部扩散和传递的路径中，将会由于材料或投射的热物理性质不同，或受阻堆积，或通畅无阻传递，最终会在物体表面形成相应的“热区”和“冷区”，这种由里及表出现的温差现象，就是红外检测的基本原理。 红外检测器的分类 红外的检测器是红外分光光度计的重要组成部分，红外的检测器也有多种。 红外检测器分为热电检测器和光检测器两类。热电检测器是将红外的辐射热能转化为电能，从而检测电信号来测量红外线的强弱。光检测器则是利用红外线的热能使得检测器的温度发生改变，从而导电性发生变化，此时通过测量电阻来衡量红外信号的强弱。 热电检测器有：DTGS（氘化硫三肽）、LiTaPO3（钽酸锂）等。 光检测器有：MCT（汞铬碲）、InTe（锑化铟）等。 红外检测的基本方法 红外检测的基本方法分为两大类型，即被动式和主动式。被动式的红外检测在设备的红外检测诊断技术中应用比较多；主动式的红外检测又可分为单面法和双面法 红外检测中对被测目标的加热方式也分为稳态加热和非稳态加热。 红外检测仪器的安装和运载方式有固定式、便携式、车载式和机载式(直升机装载)等多种。 （1）被动式红外检测 所谓被动式系指进行红外检测时不对被测目标加热，仅仅利用被测目标的温度不同于周围环境温度的条件，在被测目标与环境的热交换过程中进行红外检测的方式。被动式红外检测应用于运行中的设备、元器件和科学试验中。由于它不需要附加热源，在生产现场基本都采用这种方式。 （2）主动式红外检测 主动式红外检测是在进行红外检测之前对被测目标主动加热，加热源可来自被测目标的外部或在其内部，加热的方式有稳态和非稳态两种，红外检测根据不同情况可在加热过程当中进行，也可在停止加热有一定时间后进行。 1）单面法：对被测目标的加热和红外检测在被测目标的同一侧面进行。 2）双面法：相对于上述的单面法而言，双面法是把对被测目标的加热和红外检测分别 在目标的正、反两个侧面进行。 （3）加热方式 1）稳态加热：将被测目标加热到其内部温度达到均匀稳定的状态时，再把它置放于一个低于(或高于)该恒定温度的环境中进行红外检测。 这种方式多用于材料的质量检测，如被测物内部有裂纹、孔洞或脱粘等缺陷时，则被测物与环境的热交换中热流将受到缺陷的阻碍，其相应的外表面就会产生温度的变化，与没有缺陷的表面相比则会出现温差。 2）非稳态加热：对被测目标加热，不需要使其内部温度达到均匀稳定状态，而在它的内部温度尚不均匀、具有导热的过程中即进行红外检测。 3)如将热量均匀地注入被测目标，热流进入内部的速度要由它的内部状况决定，若内部有缺陷，则会成为阻档热流的热阻，经一定时间会产生热量堆积，在其相应的表面会产生热的异常。缺陷造成的热流变化取决于缺陷的位置、走向、几何尺寸和材料的热物理性能。 红外检测仪器的安装和运转方式 （1）固定式：用于对旋转型设备故障的监测、关键设备的监测和生产在线产品工艺、质量的监测。 （2）便携式：便携式的红外检测仪器应用十分广泛，在日常巡检、定期普测、配合设备检修和跟踪监测中都要使用(主要使用或配合使用)便携式仪器。 （3）车载式：在进行设备的定期普测时，由于被测设备数量多、检测路线长，必须采用车载式检测。车载式是把热像仪装载在汽车(或其它车辆)上，可以使用两组测距不同的镜头摄取远、近两处设备的红外图像；对于汽车不能到达的目标，则步行到位检测；车内有图像监视器显示，操作者发现异常(包括需要立即检修和进一步调查监测两种情况)，则立即在车上纪录并打印，及时向主管人员递交红外检测报告；遇有紧急情况需要及时处理，可采用无线电电话取得联系。 （4）机载式：对于需要在上空检测的目标，特别是极长距离、人员和车辆都不便到达的高山峻岭处的设备检测，应该采用直升机机装载热像仪进行。 红外检测的优势 红外检测作为非破坏检测众多方法中的一个，它们的功能在相比之下是各有特色，但红外检测却有其独到之处，形成了它的检测优势，可完成X射线、超音波、声发射及激光全息检测等技术无法担任的检测。 （1）非接触性：红外检测的实施是不需要接触被检目标的，被检物体可静可动，可以是具有高达数千摄氏度的热体，也可以是温度很低的冷体。所以，红外检测的应用范围极为宽广，且便于在生产现场进行对设备、材料和产品的检验和测量。 （2）安全性极强：由于红外检测本身是探测自然界无处不在的红外辐射，所以它的检测过程对人员和设备材料都不会构成任何危害；而它的检测方式又是不接触被检目标，因而被检目标即使是有害于人类健康的物体，也将由于红外技术的遥控检测而避免了危险。 （3）检测准确：红外检测的温度分辨率和空间分辨率都可以达到相当高的水平，检测结果准确率很高。例如，它能检测出0.1℃，甚至0.01℃的温差；它也能在数毫米大小的目标上检测出其温度场的分布；红外显微检测甚至还可以检测小到0.025mm左右的物体表面，这在线路板的诊断上十分有用。在某种意义上说，只要设备或材料的故障缺陷能够影响热流在其内部传递，红外检测方法就不受该物体的结构限制而能够探测出来。 （4）操作便捷：由于红外检测设备与其它相比是比较简单的，但其检测速度却很高，如红外探测系统的响应时间都是以μs或ms计，扫描一个物体只需要数秒或数分钟即可完成，特别是在红外设备诊断技术的应用中，往往是在设备的运行当中就已进行完了红外检测，对其他方面很少带来麻烦，而检测结果的控制和处理保存也相当简便。

单位有一台年代久远的PE2000红外，由于房间湿度太大TGS检测器的KBr窗口都花了。导致能量为零。问了PE公司的一个检测器要三万，有没有国产的可以代替？如果把这个检测器前面的KBr刮下来还能用吗？http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/09/201309091805_463302_2782567_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/09/201309091805_463303_2782567_3.jpg？

最近在了解CEMS上的微流量检测器（FUJI ZRJ和SIEMENS Ultramat 23均有用到），但还是不了解测定的原理和去干扰气体的原理，如图。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/10/201110210908_325422_1771632_3.jpg资料上说： 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UL TRAMA T23 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。我的疑问是：1、为什么中间谱带的能量是在第一个吸收室被吸收，而第二个吸收室不吸收？两个吸收室之间装有滤波片吗？另外，如果两个气室长短、容量不同，里面干扰组分的含量也不相同，怎么能完全抵消呢？2、为什么吸收室内不是待测气体的纯组分，而是要加干扰气体的组分呢？怎么确定加入的比例？刚接触这个，很多东西不懂，希望前辈们能帮忙解答，在此先谢过啦~~

5.5 [font=宋体]电荷检测器[/font][font=宋体]电荷检测器作为新型检测器，目前用于毛细管[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]中，它对弱电离的有机酸、有机胺、硅酸盐、硼酸盐以及多价态离子，具有比电导更好的响应灵敏度，与电导不同，电荷检测是通过测量溶液中离子电离时电荷迁移所产生的电流变化来确定待测离子浓度的一种检测方式。[/font][font=宋体]在毛细管[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]中，由于其是一种破坏性检测器，与电导串联的话，连接在电导之后。[/font]5.5.1 [font=宋体]电荷检测器的工作原理[/font][font=宋体][font=宋体]电荷检测器的基本结构与电解膜抑制器类似，不同的在于电荷检测器内安装了二种不同极性的离子交换膜，仪器的流程图见[/font]5- [font=宋体]，电荷检测器的结构原理见下图[/font]5-* [font=宋体]。[/font][/font][font=宋体][font=宋体][img=,690,476]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111231022301903_9015_1617661_3.jpg!w690x476.jpg[/img][/font][/font][font=宋体][font=宋体]电荷检测器的流程图[/font][/font][font=宋体][font=宋体]从图中看，电荷检测器必须采用淋洗液发生器，采用电致再生抑制器，电荷检测器出来的废液，通过再生流路排出。或者整个采用外循环的方式进行。[/font][/font][font=宋体][font=宋体][img=,690,402]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111231022527136_7532_1617661_3.jpg!w690x402.jpg[/img][/font][/font][font=宋体][font=宋体][/font][/font][font=宋体][font=宋体][/font][/font] [font=宋体]图[/font]5- [font=宋体]电荷检测器的工作原理示意图[/font][font=宋体]从图[/font]5- [font=宋体]可以看到，电荷检测器包括一个阴离子交换膜，一个阳离子交换膜以及对应的阴阳电极。在这里，中间是淋洗液通道，二侧是阴阳离子交换膜，再生液在膜的外侧，正负电极在再生液的两侧，以施加工作电压。[/font][font=宋体]当抑制器流出液经过二个膜中间，由于前面已经经过了抑制，其背景是水中被测离子以及对应的水电解的产生的少量的背景电流，当电解质（抑制后阴离子变为酸，阳离子变为碱，理论上可以是任何电解质）进入电解池，[/font]A+[font=宋体]和[/font]Y-[font=宋体]各自透过阳离子交换膜和阴离子交换膜移向阴极和阳极，即可检测这些离子携带的电荷，从这里可以看到，电荷检测器就是像同时通过阴阳抑制器，同时去掉阴阳离子，所以是一种破坏性的检测器。由于转移过程中，是以酸或者碱的离子形式存在，因此其离解程度大，响应就大，这也就是对于电荷检测器，弱电离的化合物响应较抑制型检测器大的原因。[/font]5.5.2 [font=宋体]电荷检测器的性能特点[/font]5.5.2.1 [font=宋体]相同电荷不同离子具有接近的响应值[/font][font=宋体]在检测器响应范围内，许多相同浓度、相同电荷的离子能得到几乎相同的响应，因此可以对已知、未知化合物进行定量。各个离子之间，线性关系非常接近。[/font][font=宋体][img=,690,660]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111231023455105_7074_1617661_3.jpg!w690x660.jpg[/img][/font][font=宋体]图[font='Calibri','sans-serif']5- [/font]具有相同电荷数的不同离子具有相似的响应值（[b][font='Arial','sans-serif']20 [/font][font=Symbol]m[/font][font='Arial','sans-serif']M [/font]电压[font='Arial','sans-serif'], 1.5 V [/font]）[/b][/font][align=center] [/align] 5.5.2.2 [font=宋体]多价离子的响应高于电导检测的灵敏度[/font][font=宋体]例如，在电荷检测器条件下，磷酸根电离程度更完全。磷酸根可以产生更高信号，因此其检测灵敏度高于电导检测。下图磷酸根可以得到三倍以上的灵敏度。[/font][img=,690,769]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111231024531172_87_1617661_3.jpg!w690x769.jpg[/img][color=black]色谱柱[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: ThermoScientific, Dionex, IonPac[sup][/sup] AS15-9μm Capillary (0.4 x 250 mm)[/color][/font][color=black]淋洗液[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: 38mM KOH,[/color][/font][color=black]流速[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: 0.012mL/min[/color][/font][color=black]进样体积[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: 0.4 μL[/color][/font][color=black]柱温[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: 30 °C [/color][/font][color=black]检测模式[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: [/color][/font][color=black]抑制电导[/color][color=black]抑制器[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: [/color][/font][color=black]毛细管阴离子电抑制器[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] (ACES300), [/color][/font][color=black]阴离子抑制循环模式[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=#3333FF]A: [/color][/font][color=#3333FF]电荷检测器（[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=#3333FF]ChargeDetection[/color][/font][color=#3333FF]）[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]B: [/color][/font][color=black]电导检测器（[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]Conductivity Detection[/color][/font][color=black]）[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]Peaks: 1.F[sup]-[/sup] 1.0 mg/L[/color][/font][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] 2.Cl[sup]-[/sup] 2.5[/color][/font][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] 3.NO[sub]2[/sub][sup]-[/sup] 5.0[/color][/font][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] 4.SO[sub]4[/sub][sup]2-[/sup] 5.0[/color][/font][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] 5.Br[sup]-[/sup] 10.0[/color][/font][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] 6.NO[sub]3[/sub][sup]-[/sup] 10.0[/color][/font][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] 7.PO[sub]4[/sub][sup]3-[/sup] 15.0[/color][/font]5.5.2.3 [font=宋体]弱电离的离子在电荷检测器下响应大幅度提高[/font] [font=宋体]例如硼酸，在电导下几乎无响应，在电荷检测器下，有明显的响应。另外，[/font]QD[font=宋体]对于弱解离离子具有更好的线性[/font] – [font=宋体]更易定量。[/font][img=,690,290]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111231026047123_9616_1617661_3.jpg!w690x290.jpg[/img][font=宋体][/font][font=宋体]5.5.2.4 [font=宋体]与电导检测器结合可以判断不同离子的特点[/font] [font=宋体]将电导检测器与电荷检测器结合，可以填补[/font]CD[font=宋体]与[/font]MS[font=宋体]之间检测器的空白，利用二个检测器之间的性能差异，可以判断，被测离子的类型、价态，可以进行峰纯度鉴定，能够提供更多的离子信息。[/font][font=宋体]例如串联[/font]CD[font=宋体]和[/font]QD[font=宋体]检测器，分别对某离子制作标准曲线，用标准曲线对该离子进行定量，比较两个定量结果，当差距大于[/font]20%[font=宋体]时，可判断为[/font]“[font=宋体]假阳性[/font]”[font=宋体]。[/font]5.5.3 [font=宋体]电荷检测器使用的注意事项[/font]5.5.3.1 [font=宋体]有机溶剂的兼容性[/font][font=宋体]在循环模式下，除水外，电荷检测器不兼容任何有机溶剂，在外加水模式下，电荷检测器可以兼容有机溶剂，浓度不超过[/font]30%[font=宋体]（甲醇和乙腈）。[/font]5.5.3.2 [font=宋体]背景、噪声和漂移[/font][font=宋体]要实现电荷检测器检测，电导检测器的背景电导要求小于[/font]2uS/cm[font=宋体]，这样在工作电压[/font]6V[font=宋体]的情况下，其背景电流[/font][font=宋体]≤5uA，大多数情况下可以达到2uA。在使用电荷检测器前，先断开电荷检测器，等电导检测器和抑制器运行达到平衡后，再连接电荷检测器。如果电荷检测器停用24小时以上，首先用氮气或空气将检测池内的液体吹走，避免背景电流增加，操作上相对要求较高。[/font][font=宋体]常用的电压为6V，对于30mmol/L KOH，等度淋洗，漂移小于10nA/h，梯度淋洗小于100nA/h。[/font][font=宋体]不同的工作电压对电荷检测器的响应影响很大，通常选择6V作为工作电压，兼顾了灵敏度和噪音，可以满足大多数实验。[/font][font=宋体]5.5.3.3 [/font][font=宋体]使用场景[/font][font=宋体]目前商品化的电荷检测器仅仅局限于毛细管离子色仪，作为电导检测器的补充，更广泛的应用需要进一步开发。[/font][/font]