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红外气体分析仪的工作原理及其优缺点

2020-01-09

红外气体分析仪用于测量各种气体的量。气体的量由当光通过气体时被气体吸收的特定频率的光的量确定。空气中的不同分子吸收不同频率的光,测量吸收的频率显然可以得出与空气中特定气体量的关系。

红外分析仪有分散型和非分散型。分散红外分析仪在实验室中用作分光光度计。非色散红外分析仪(NDIR)用于工业应用中的连续测量。

气体吸收的红外辐射的吸收光谱对于气体类型是的。在每种吸收类型的光学分析仪中,将光子吸收与物质浓度相关的基本方程式是比尔-朗伯定律(有时称为朗伯-比尔)法):

A =吸光度

a =光子吸收物质的消光系数

b =穿过样品的光的路径长度

c = 样品中光子吸收物质的浓度

I0 =光源(入射)光的

强度I =强度穿过样品后接收到光

施工与工作:

分析仪中有两根管,一根充满参比气体,另一根充满吸收光的样品气体或过程气体。参考气体通常是不会吸收光的气体,例如氮气。

上镜将入射光(红外光)分成两个平行光束。一束用于测量,另一束用作参考。

参考光束穿过填充有空气或N2的参考单元,然后从底部反射镜反射到半导体检测器上。测量光束通过测量单元,并以与参考光相同的方式反射到半导体检测器上。

流过测量单元的气体样品中要测量的成分吸收一些测量光,因此相对于参考光的强度降低了光的强度。两个光束通过半圆形旋转扇区从检测器中交替切除。这允许检测器将测量光束和参考光束的强度差异转换为交流电信号,该信号代表被测气体的浓度。

优点:

气体分子不会直接与气体相互作用。

无损分析。

红外气体分析仪是用于在任何给定环境中测量气体的标准检测器。

长时间监控排放水平。

缺点:

简单的测量变成复杂的测量

气体规范化参数的测量成本大于一次粉尘测量的成本

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