在線式紅外氣體分析儀：基于紅外光譜學(xué)原理的氣體檢測技術(shù)

在線式紅外氣體分析儀是一種利用紅外光譜學(xué)原理，對氣體中的特定組分進行定量測量的儀器。紅外光譜學(xué)原理是指不同的氣體組分對不同波長的紅外光有不同的吸收特性，因而可以通過測量氣體對特定波長的紅外光的吸收程度，來計算出氣體的濃度。例如，CO2對4.26微米的紅外光有很強的吸收，而O2對這個波長的紅外光幾乎沒有吸收，所以可以用這個波長的紅外光來測量CO2的濃度。

在線式紅外氣體分析儀通常由光源、氣室、濾光器、檢測器和信號處理單元等部件組成。光源發(fā)出一定波長范圍的紅外光，通過氣室后經(jīng)過濾光器選擇需要測量的組分的特征波長，然后被檢測器接收并轉(zhuǎn)換為電信號，最后由信號處理單元進行放大、校準和顯示。

根據(jù)其使用的檢測技術(shù)，在線式紅外氣體分析儀可分為非分散式紅外氣體分析儀（NDIR）和可調(diào)諧二極管激光氣體分析儀（TDLS）。

NDIR是一種傳統(tǒng)的紅外氣體分析技術(shù)，它使用固定波長的濾光器或干涉儀來選擇需要測量的組分的特征波長，然后比較參考光束和特征波長的透射率差異，來計算出氣體的濃度。NDIR適用于對CO2、CO、CH4、NO和SO2等多種常見氣體組分的測量。下圖是NDIR對這些組分的測量性能。

NDIR具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但也存在靈敏度低、干擾大、不能同時測量多種組分等缺點。例如，在煉油過程中，需要同時監(jiān)測CO2和H2S等酸性氣體，以防止腐蝕和污染。但是CO2和H2S在4.26微米處都有較強的吸收峰，NDIR無法區(qū)分它們的濃度，需要使用其他技術(shù)來補充測量。

TDLS是一種新型的紅外氣體分析技術(shù)，它使用可調(diào)諧二極管激光器作為光源，可以在一個較寬的波長范圍內(nèi)掃描，并根據(jù)需要測量的組分的吸收譜線來選擇最佳波長。TDLS可以實現(xiàn)對O2、CO、CH4、NH3、H2O等多種NIR（近紅外）吸收氣體的高精度測量。下圖是TDLS對這些組分的測量性能。

TDLS具有響應(yīng)速度快、靈敏度高、干擾小、可同時測量多種組分等優(yōu)點，但也存在成本高昂、需要專業(yè)維護等缺點。例如在高爐煤氣中，需要同時監(jiān)測CO和CH4等可燃性氣體，以優(yōu)化燃燒效率和安全性。由于TDLS可以在一個較寬的波長范圍內(nèi)掃描，可以同時選擇CO和CH4的特征波長，從而實現(xiàn)對它們的同時測量。

在線式紅外氣體分析儀在各行各業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用，例如：

在化工領(lǐng)域，可用于監(jiān)測煉油過程中的CO2和H2S等酸性氣體，以防止腐蝕和污染。

在冶金領(lǐng)域，可用于監(jiān)測高爐煤氣中的CO和CH4等可燃性氣體，以優(yōu)化燃燒效率和安全性。

在電力領(lǐng)域，可用于監(jiān)測火力發(fā)電廠的煙道氣中的CO2、NO和SO2等溫室氣體和污染物，以滿足環(huán)保要求。

在環(huán)保領(lǐng)域，可用于監(jiān)測城市大氣中的CO、CH4、NH3等有害氣體，以評估空氣質(zhì)量。

以上是我對在線式紅外氣體分析儀的介紹，希望你能對這種儀器有一個更深入的了解。在線式紅外氣體分析儀具有高效、準確、靈活等特點，可以滿足各種工業(yè)和環(huán)境領(lǐng)域的氣體檢測需求。在未來，在線式紅外氣體分析儀還將不斷地創(chuàng)新和優(yōu)化，如果你想了解更多的信息，請記得關(guān)注我們。