紅外線氣體分析儀是一種基于氣體對(duì)紅外光吸收特性進(jìn)行氣體成分和濃度測(cè)量的分析儀器,通過(guò)檢測(cè)吸收量變化間接測(cè)量氣體濃度。
廣泛應(yīng)用于化工、水泥、冶金、電廠等工業(yè)領(lǐng)域,用于過(guò)程控制和廢氣排放監(jiān)測(cè);也可用于環(huán)保領(lǐng)域的大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、污染源排放檢測(cè)等;還能在科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中用于氣體成分分析和研究。
儀器的紅外光源發(fā)出特定波長(zhǎng)的紅外線,通過(guò)測(cè)量室后被待測(cè)氣體吸收,不同氣體對(duì)紅外線的吸收波長(zhǎng)不同。檢測(cè)器接收到經(jīng)過(guò)氣體吸收后的紅外線信號(hào),并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào),通過(guò)分析電信號(hào)的強(qiáng)度,就可以確定待測(cè)氣體的濃度。
紅外線氣體分析儀的工作原理基于氣體對(duì)紅外光的吸收特性,具體遵循朗伯-比爾定律,當(dāng)一束平行單色光垂直通過(guò)某一均勻非散射的吸光物質(zhì)時(shí),其吸光度與吸光物質(zhì)的濃度及吸收層厚度成正比。
光源:通常采用鎳鉻絲繞制電熱輻射體,工作溫度在400-800℃區(qū)間,發(fā)出寬譜紅外光。
分光系統(tǒng):通過(guò)濾波片或光柵分光,形成特定波長(zhǎng)的測(cè)量光束。
氣室:待測(cè)氣體連續(xù)不斷地通過(guò)一定長(zhǎng)度和容積的容器(氣室),氣室采用鍍金處理確保高反射率,光程長(zhǎng)度根據(jù)檢測(cè)下限要求設(shè)計(jì)。
探測(cè)器:接收經(jīng)過(guò)氣室后的紅外光,測(cè)量特征吸收波長(zhǎng)處的光強(qiáng)衰減,從而確定氣體濃度。探測(cè)器類型包括半導(dǎo)體熱電堆或光電導(dǎo)探測(cè)器等。
紅外線氣體分析儀從儀表的結(jié)構(gòu)特征出發(fā),可以分為分光式和不分光式兩類:
分光式紅外線氣體分析儀:通過(guò)分光系統(tǒng)將紅外光分散成不同波長(zhǎng)的光束,分別測(cè)量各波長(zhǎng)處的光強(qiáng)衰減,適用于多組分氣體分析。
不分光式紅外線氣體分析儀:不采用分光系統(tǒng),而是利用氣體對(duì)特定波長(zhǎng)紅外光的吸收特性進(jìn)行測(cè)量,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本較低,適用于單一組分或少數(shù)組分氣體分析。