Teledyne 4020型总烃分析仪

4020型总烃分析仪由以下三部分组成： 1.样品系统； 2. 检测器； 3.电子信号处理，显示和控制系统。
燃料气和助燃空气
燃料气和助燃空气系统采用类似的部件。通 过在捡测器上游的限流器两端维持恒定的压 差而使流量稳定。
燃料气
燃料气：需要一个40%氢气和60%氮气混合 气的气体钢瓶，为火焰离子化燃烧器提供燃 料。此钢瓶应安装无油的金属膜片的调压阀 （二级）。 注：如果在分析中氢气为主体气体（即既是 样品气又用作燃料气），则不再需要其他的 辅助燃料气源。
应用领域
• 在半导体和有关器件的生产中监测氧气，氩气，
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氮气和其他气体。 在空气液化或其他气体生产过程中监测烃类污染。 气体纯度鉴定。 捡测周围空气中微量烃类。 监测大气污染物。 低温学研究。 捡测燃料或有毒溶剂泄漏。 捡测各种工艺流程中的烃类。
工作原理
样品气和燃料气（通常为氢气和氮气的混合气体)混 合后在“助燃气体”空气中燃烧。在燃烧过程中形成的离子 使 燃烧室（即捡测器）内的两根电极之间有电流通过。此电流 被高灵敏度的电量计－放大器电路放大。电量计－放大器的 输出电信号正比于火焰中电离的烃类存在数量，并在0至 60,000 ppm甲烷的浓度范围内呈线性关系 。
热敏电阻
• 热敏电阻是火焰保护电路的传感器。在室
温下热敏电阻的阻值是100 k范围内，而当 火焰被点燃后其阻值降低100倍。热敏电阻 和阳极－火焰保护电源电路板上的晶体管 控制电路相连。
电量计－放大器
• 收集极的电缆直接连接至位于电量计－放
大器电路板上的同轴插座。此印刷电路板 位于靠近恒温室外侧的侧面板上，（参看 图2-1）其中包括一个电量计放大器和一个 运算放大器。这些电路都是极高增益的电 流电压转换电路，其测得的输入电阻在数 百万欧姆范围内。此外，这些电路对静电 和污染高度敏感，故在操作这些电路板时 应极其小心。
火焰点火电路
• 火焰点火电路包括阳极－点火器电极（在
捡测器内），变压器和微处理器控制的继 电器。在升温定时器倒计时结束后火焰点 火电路自动通电。 • 如果自动点火失败，将显示一条说明报文， 随后可同时按下向上（Up）和向下（Down） 键而手动点燃火焰。
温度比例调节电路
• 连接热敏电阻的一个电子电路调节内有样
分析仪的主要特点
4020型总烃分析仪虽然结构精密复杂但使用非常简单方便。仪器面板上 的二个显示屏在运行的各阶段为操作人员提供信息和提示。本仪器的 主要特点如下： • 便于操作的面板界面，其中有微处理器电子电路驱动的一个5位数字 红色发光二极管显示屏（LED）和一个真空荧光显示屏（VFD）。 • 高分辨率的精确的浓度读数，从很低的ppm数量级至6%。 • 分析范围广，具有从1 ppm至6%的可由用户选定的三挡分析量程。 • 微处理器电子电路：8位CMOS微处理器，32 kB RAM和128kB ROM。 • 自动选定量程功能：分析人员可对特定的分析任务自动预设分析量程。 如手动取消此功能，则用户可锁定需要的特定量程。 • 两个可调节的浓度警报系统和一个系统故障警报系统。 • 在启动时和提出要求时可进行广范围的自我诊断测试，并对电源进行 连续监测。 • RS－232串行数字端口，供计算机或其他数字通信设备联用。 • 浓度和量程标识（ID）的模拟输出（0-1 VDC标准输出和4-20 mA去 耦输出）。 • 优异的精确性。
火焰离子化检测器
检测器
不锈钢火焰离子化检测器的上部有圆柱形收 集极电极，高压（＋260 VDC）阳极点火器线 圈和火焰保护电路传感用的热敏电阻。 收集极通过一根同轴电缆连接电量计－放大 器印刷电路板。虽然此电缆和接头都是供同 轴连接用的，但实际上此电缆只是用作有屏 蔽的单芯导线。
警告：在阳极点火器线圈上有危险的高电压（＋260 VDC）。 在没有关闭电源和拔下电源线之前，决不可试图断开点火 器线圈的电缆，也不可拆卸任何火焰离子化捡测器的部件。
助燃空气
助燃空气：需要一个低烃类含量的干燥压缩 空气钢瓶，使检测器中保持合适的气氛。此 钢瓶应安装无油的金属膜片的二级调压阀。 如果要达到仪器的精确度，则烃类污染物的 浓度最好低于满量程读数的1%（在选用的分 析量程内）。
火焰离子检测器
样品气和燃料气在一个安装在恒温室的T形管 接头中相互混合。混合气体从传感器组件内 的燃烧器中逸出。助燃空气通过位于组件底 部的另一单独管接头进入传感器（即捡测 器）。组件的上部安装有阳极点火器，收集 极和火焰保护热敏电阻。捡测器位于机箱内 左前方，故很容易接近。
品系统部件的恒温室温度。热敏电阻和加 热元件均位于恒温室内，而电路元件的均 衡回路安装在温度控制印刷电路板上。应 用一个温度上限开关保护恒温室不会达到 过高的温度，因为如果温度控制系统失效 的话，过高的温度是可能发生的。
技术规格
• 燃料气：根据具体应用而定 • － 40%氢气和60%氮气的混合气 • － 氢气 • 精确度： 1% 满量程 • 电子响应时间： 一分钟内达到90% • 噪音： 小于0.5 %满量程 • 漂移： 小于1 %满量程/日 • 量程： 用户可定义的3个量程，从0 ppm至6％ （以
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具体应用数据
• 旁路流量： 内置流量计读数为最少0.25 SCFH（标准立方
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英尺/小时） 推荐的支持气体： 辅助气体的烃类含量都应经实验室分 析并出具证书。 助燃空气：无烃类的干燥压缩空气 零点气： 无烃类的干燥氧气（有证书） 满量程气： 含80%满量程（或ppm）甲烷的氧气 （有证书） （在原文中以上有些数据是手写的，在译文用下划线表示 ――译注） 此满量程气含已知量甲烷，并必须附有以甲烷计的烃类浓 度证书。
Teledyne电子技术 分析仪器 4020型 总烃分析仪
夏兴文
简介
• Teledyne分析仪器公司的4020型
总烃分析仪是一种设计用于测定正 压力气体样品中烃类浓度（以甲烷 计）的通用性仪器。4020型是本 公司在已取得优秀业绩的402R系 列模拟型烃类分析仪基础上开发成 功的微处理器控制的数字型仪器。
阳极电源
• 高压阳极电源的元件安装在阳极电源印刷
电路板上。高压调节是用串联的齐纳二极 管来实现的。此电路的设计很简单，因为 阳极电路所需的电流非常小。通常正输出 电压为125 V，允许输出波动为＋/- 10 V。
火焰保护电路
• 当发生火焰熄灭时，热敏电阻控制的晶体
管开关电路使继电器动作。此继电器操纵 面板上的指示灯和燃料气截止电磁阀，以 警告操作人员发生了火焰熄灭的情况。此 燃料气截止电磁阀使氢气流中断。
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甲烷计） 灵敏度： 低至满量程0-1 ppm，以甲烷计
技术规格
• 输出： 线性信号，仪表读数
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室温： 40oF至100oF （5℃至43℃） 流量： 100-400 ml/分 样品气 100-200 ml/分 燃料气 （200立方英尺钢瓶可用约1月） 电源： 115 VAC，60 Hz，单相 功耗： 最大140 W 额定压力： 最高100 psi 外形尺寸： 8.75” x 19” x 15.5” （高x宽x长） 222 mm x 483 mm x 394 mm 重量： 55磅
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阳极点火器
• 阳极点火器有以下两个功能：当部件号B74671印
刷电路板上的继电器K2通电时，点火器线圈成为 一个红亮的电加热元件而点燃氢气燃料气；当 B74671电路板上的继电器K2断电时此线圈接至阳 极－火焰保护电源电路板上的＋260 VDC端点。 此时在线圈（阳极）和收集极之间建立起为引发 燃烧中的烃类电离所需的电位差。在量程选择开 关的全部三挡量程位置上，点火线圈都起着高压 阳极的功能。
– VDC和4-20 mA模拟输出
具体应用数据
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型号： 4020 系列号： 240365 分析量程： 0-10, 100, 1000 ppm 输出信号： 0-1 VDC和4-20 mADC 启动时满量程设定值：无 控制面板压力设定值： 注释：无 助燃空气：8 psig 燃料气：7 psig 样品气： 3.5 psig