紅外氣體分析儀基于不同氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng)紅外線的選擇性吸收特性。當(dāng)紅外光穿過(guò)待測(cè)氣體時(shí),氣體分子會(huì)吸收與其振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)差相匹配的紅外能量,形成特征吸收譜線。例如,CO2主要吸收4.26μm波長(zhǎng)的光,而CO則吸收4.65μm波長(zhǎng)的光。這一過(guò)程遵循朗伯-比爾定律,即吸收強(qiáng)度與氣體濃度成正比;
系統(tǒng)構(gòu)成與信號(hào)處理:儀器通常包括紅外光源、檢測(cè)池和探測(cè)器三部分。光源發(fā)射的光束通過(guò)樣品池后抵達(dá)探測(cè)器,過(guò)程中部分能量被目標(biāo)氣體吸收。剩余光線經(jīng)濾光片過(guò)濾雜質(zhì)干擾后,由熱釋電探測(cè)器或光電二極管轉(zhuǎn)換為電信號(hào);再經(jīng)放大及模數(shù)轉(zhuǎn)換,通過(guò)微電腦進(jìn)行線性化處理并輸出準(zhǔn)確濃度值;
多組分分析能力:現(xiàn)代設(shè)備配備分光儀可解析復(fù)合光譜中的獨(dú)立吸收峰,結(jié)合內(nèi)置光譜庫(kù)實(shí)現(xiàn)多種氣體的同時(shí)檢測(cè),甚至能識(shí)別未知成分。
紅外氣體分析儀的優(yōu)點(diǎn):
1.選擇性強(qiáng):通過(guò)匹配特定波長(zhǎng)的光源和濾光片,可準(zhǔn)確定位目標(biāo)氣體,避免其他無(wú)紅外活性氣體的交叉干擾;
2.靈敏度高:借助高精度光學(xué)系統(tǒng)與算法優(yōu)化,能夠檢測(cè)ppm乃至ppb級(jí)的微量氣體,適用于環(huán)境監(jiān)測(cè)和工業(yè)泄漏預(yù)警;
3.響應(yīng)速度快:純物理吸收過(guò)程無(wú)需化學(xué)反應(yīng),響應(yīng)時(shí)間通常小于10秒,支持動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),適合工業(yè)過(guò)程控制等場(chǎng)景;
4.穩(wěn)定性好:采用固態(tài)光源與無(wú)機(jī)械磨損設(shè)計(jì),受溫濕度影響小,長(zhǎng)期運(yùn)行漂移低且維護(hù)成本低;
5.測(cè)量范圍寬:通過(guò)調(diào)節(jié)檢測(cè)池長(zhǎng)度、光路結(jié)構(gòu)或增益參數(shù),可覆蓋從痕量到高濃度的廣泛區(qū)間,適配多樣化應(yīng)用場(chǎng)景;
6.非破壞性測(cè)量:檢測(cè)過(guò)程不改變樣品性質(zhì),支持循環(huán)測(cè)試,特別適用于閉環(huán)監(jiān)控系統(tǒng);
7.適用性廣:幾乎涵蓋所有極性分子氣體,在環(huán)保、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域均有成熟應(yīng)用案例。