红外线气体分析仪的工作原理

红外气体分析仪原理红外线气体分析仪，是利用红外线进行气体分析。它基于待分析组分的浓度不同，吸收的辐射能不同．剩下的辐射能使得检测器里的温度升高不同，动片薄膜两边所受的压力不同，从而产生一个电容检测器的电信号。这样，就可间接测量出待分析组分的浓度。１．比尔定律 红外线气体分析仪是根据比尔定律制成的。假定被测气体为一个无限薄的平面．强度为k的红外线垂直穿透它，则能量衰减的量为：I=I0e-KCL(比尔定律) 式中：I--被介质吸收的辐射强度； I0--红外线通过介质前的辐射强度； K--待分析组分对辐射波段的吸收系数； C--待分析组分的气体浓度； L--气室长度(赦测气体层的厚度) 对于一台制造好了的红外线气体分析仪，其测量组分已定，即待分析组分对辐射波段的吸收系数k一定；红外光源已定，即红外线通过介质前的辐射强度I0一定；气室长度L一定。从比尔定律可以看出：通过测量辐射能量的衰减I，就可确定待分析组分的浓度C了。２．分析检测原理 红外线气体分析仪由两个独立的光源分别产生两束红外线 该射线束分别经过调制器，成为5Hz的射线。根据实际需要，射线可通过一滤光镜减少背景气体中其它吸收红外线的气体组分的干扰。红外线通过两个气室，一个是充以不断流过的被测气体的测量室，另一个是充以无吸收性质的背景气体的参比室。工作时，当测量室内被测气体浓度变化时，吸收的红外线光量发生相应的变化，而基准光束(参比室光束)的光量不发生变化。从二室出来的光量差通过检测器，使检测器产生压力差，并变成电容检测器的电信号。此信号经信号调节电路放大处理后，送往显示器以及总控的CRT显示。该输 出信号的大小与被渊组分浓度成比例。　　我们所用的检测器是薄膜微音器。接收室内充以样气中的待渊组分，两个接收室中间用一个薄的金属膜隔开，在两测压力不同时膜片可以变形产生位移，膜片的一侧放一个固定的圆盘型电极。可动膜片与固定电极构成了一个电容变进器的两极。整个结构保持严格的密封，两接收气室内的气体为动片薄膜隔开，但在结构上安置一个大小为百分之几毫米的小孔，以使两边的气体静态平衡。辐射光束通过参比室、测量室后，进入检测器的接收室。被接收室里的气体吸收，气体温度升高，气体分子的热运动加强，产生的热膨胀形成的压力增大。当测量室内通入零点气(N2)时，来自两气室的光能平衡，两边的压力相等，动片薄膜维持在平衡位置，检测器输出为零。当测量室内通入样气时，测量边进入接收室的光能低于参比边的，使测量边的压力减小，于是薄膜发生位移，故改变了两极板问的距离，也改变了电容量C。 红外线气体分析仪可以用来分析各种多原子气体,如:C2H2、C2H4、C2H5OH、C3H6、C2H6、C3H8、NH3、CO2、CO、CH4、SO2等。不能用来分析同一种原子构成的多原子气体以及惰性气体，如：N2、Cl2、H2、O2以及He、Ne、Ar等。[~189240~]

红外线气休分析仪的基本原理是基于某些气体对红外线的选择性吸收。红外线分析仪常用的红外线波长为2^12Hm。简单说就是将待测气体连续不断的通过-定长度和容积的容器，从容器可以透光的两个端面的中的一一个端面一侧入射一束红外光，然后在另-个端面测定红外线的辐射强度,然后依据红外线的吸收与吸光物质的浓度成正比就可知道被测气体的浓度。本项目中采用的是ABBA02000系列仪表，配以URAR26红外模块。朗伯一比尔定律一其物理意义是当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时其吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。这就是红外线气体分析仪的测量依据。红外线气体分析仪的特点1、能测量多种气体：除了单原子的惰性气体和具有对称结构无极性的双原子分子气体外，CO、C02、NO、N02、NH3等无机物、CH4、C2H4等烷烃、烯烃和其他烃类及有机物都可用红外分析仪器进行测量 2、测量范围宽：可分析气体的。上限达100%，下限达几个ppm的浓度。进行精细化处理后，还可以进行痕量分析 3、灵敏度高：具有很高的监测灵敏度，气体浓度有微小变化都能分辨出来 4、测量精度高：一般都在+/-2%FS,不少产品达到+/-1%FS。与其他分析手段相比，它的精度较高且稳定性好 5、反应快：响应时间一般在10S以内6、有良好的选择性：红外分析仪器有很高的选择性系數,因此它特别适合于对多组分混合气体中某--待分析组分的测量，而且当混合气体中-种或几种组分的浓度发生变化时,并不影响对待分析组分的测量。[b][color=#ffffff]更多参考：分析仪http://www.china-endress.com[/color][/b]

首先红外线有很多特征，我们在将红外线应用到气体分析的过程中用到红外的特性有：（1）整个电磁波谱中，红外线波段的热功率最大，红外辐射－－“热射线”（2）红外线被物体吸收后，会很快转换成热量，使物体温度升高。（3）物体加热可以向外辐射红外电磁波。红外线气体分析仪制造原理： 利用不同气体对不同波长的红外线具有选择性吸收的特性。具有不对称结构的双原子或多原子气体分子，在某些波长范围内（1~25um）吸收红外线，具有各自的特征吸收波长。 红外线：波长比可见光的波长长1000~0.75um 近红外线：15~0.75um 气体分析用红外线范围：2~25um吸收性红外线分析仪概念： 指气体对红外线的吸收特性做的气体分析仪。不分光（非色散型）红外线分析仪概念： 连续光谱的射线，全部投射到被分析的样气上。使用红外线气体分析仪注意要素： 1、一台红外线气体分析仪只能分析一种气体，若背景气体中含有与被测气体的特征上吸收峰重迭的部分（干扰组分），要先过滤去除。 2、不同气体只吸收某一波长范围或几个波长范围的红外辐射能。几种气体的吸收光谱范围图CO吸收红外线光谱范围： 4.65umCO2吸收红外线光谱范围：2.7um, 4.26umCH4 吸收红外线光谱范围： 2.4um 3.3um 7.65umSO2吸收红外线光谱范围： 4um 7.45um 8.7umhttp://www.7tfx.com/upFiles/infoImg/2012091077262529.jpg各种气体吸收红外线光谱图http://www.7tfx.com/upFiles/infoImg/2012091077100265.jpg 双光路红外线气体分析仪的组成原理图