红外线气体分析仪

红外气体分析仪的工作原理红外气体分析仪是一种用于检测和测量气体成分的仪器。

它利用红外线吸收光谱技术，通过测量物质对红外辐射的吸收来检测气体成分。

下面将详细介绍红外气体分析仪的工作原理。

红外线吸收光谱技术是一种基于物质对特定波长范围内的红外辐射的吸收特性的分析方法。

红外线是介于可见光和微波之间的电磁辐射的一种。

不同的物质对不同波长的红外辐射有不同的吸收特性，且吸收特性是独特的，可以用于确定物质的成分和浓度。

红外气体分析仪主要由光源、红外光谱仪、样品室和检测器组成。

首先，红外光源产生红外辐射。

通常使用的红外光源有红外灯、红外激光等。

红外辐射通过一个宽带滤光器，只保留一定范围内的红外辐射进入红外光谱仪。

红外光谱仪是红外气体分析仪的核心部件，它用于分析样品对红外辐射的吸收情况。

红外光谱仪通常由一个光栅和一个检测器组成。

光栅用于分散红外辐射成不同波长的光，而检测器用于测量各个波长的光的强度。

样品室是用于容纳气体样品的空间，通常使用的有气动比例阀。

气体样品进入样品室后，会与红外辐射发生相互作用，其中部分会被吸收，发生吸收峰。

检测器接收到红外光谱仪输出的光信号后，会将其转换成电信号，并送入放大器进行放大。

然后，放大后的信号会传输到数据处理系统，经过处理并与预设的吸收光谱进行比较，最终得出气体成分和浓度的结果。

红外气体分析仪的工作原理基于不同气体对红外辐射有不同的吸收特性。

气体的吸收特性可以通过分析其分子结构和振动模式得到。

在红外光谱中，气体分子的振动力学会导致吸收峰的出现，每种气体都有特定的吸收峰。

因此，通过测量物质对特定波长的红外辐射的吸收情况，可以确定气体的成分和浓度。

红外气体分析仪的优点是快速、准确且无需预处理气体样品。

它可以实时监测气体成分，并广泛应用于工业过程控制、环境监测、安全检测和医学诊断等领域。

总结起来，红外气体分析仪通过测量物质对特定波长范围内的红外辐射的吸收来检测气体成分和浓度。

其工作原理基于气体分子的振动和能级跃迁，通过分析吸收峰的位置和强度可以确定气体的成分和浓度。

1红外分析仪构成1.1红外线气体分析仪红外线气体分析仪是基于红外检测原理，属于光学分析仪器中的一种。

它是利用不同气体对不同波长的红外线具有特殊的吸收能力来实现气体的组分检测的。

红外线式气体检测主要利用了气体对红外线的波长有选择的可吸收型和热效应两个特点。

红外线气体分析器是一种吸收式的、不分光型的气休分析器。

所谓吸收式即利用气体对电磁波的吸收特性。

不分光型也称为非色散型，即光源发射出连续光谱的射线，全部投射到被分析的气样上去。

利用气体的特征吸收波长及其积分特性进行定性和定量的分析，大部分的有机和无机气体在红外波段内都有其特征吸收峰。

有的气体还有两个或多个特证吸收峰。

具有对称结构的、无极性的双原子分子气体，如O2、H2等，以及单原子分子气体，例如Ar等，在红外线彼段内没有特征吸收峰。

因此红外线气体分析仪对这种双原子和单原子分子气体不能进行分析测量，每一台红外线气体分析器只能分析一种气体，例如一台CO2红外线气体分析器，它可以从一个多组分的混合气体中分析出CO2的体积百分比浓度，如果背景气体中的某一组分在红外线波段内有与CO2的特征吸收峰重迭的部分。

那么我们称这种背景气体为干扰组分，因此在气样进人红外线气体分析仪之前要把这种干拢组分去除掉。

水蒸汽在2.6-10µm这个很宽的波段范圈内有吸收的特性。

因此水蒸汽对红外线气体分析器来讲是一种重要的干扰组分，在分析之前都要对样气进行干燥处理，去除水分，这样才能保证测量的准确性。

红外线气体分析器的工作原理：用人工方法制造一个包括被测气体特征吸收峰波长在内的连续光谱的辐射源，让这个连续光谱通过固定厚度的含有被测气体的混合组分，在混合组分的气体层中，被测气体的浓度不同，吸收固定波长红外线的能量也不相同。

继而转换成的热量也不相同，在一个特制的红外检测器中再将热量转换成温度或压力，测量这个温度或压力就可以准确地测量出被分析气体的浓度，从朗伯特一比耳定律来看，I=I o e-kcl，就是要使红外线气体分析器辐射源的发射能量连续地通过一定厚度的被分析气样，也就是说使I o、K、L确定下来。

红外线气体分析仪的工作原理在现阶段红外线气体分析仪在化工生产中使用已经十分广泛，组分控制的能力直接关系到化工生产的低能耗及高品质产品的关键因素。

如何确保红外线分析仪在生产中做到稳定、迅速、反映工艺数据是目前仪表维护人员需要提高的重要技术。

本文主要对红外分析仪的工作原理进行了剖析。

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。

的采样式红外分析仪快20s 。

在传感器件与测量方法上的改进较少，而红外线气体分析仪智能化发展较为迅猛，使得仪器具备自动标定与补偿、自动识别图谱、实效预测和自动进行故障诊断等功能。

中国石化公司针对如何提高红外线气体分析仪的线性稳定性、重复性以及消除其零点漂移性进行了研究，结果表明调节气室长度，对该分析仪器量程进行改造，即将仪器原有0～100µL/L 的量程改为常量测量，与改造前相比，该仪器的稳定性、重复性以及零点均有所改善，因而该举措是行之有效的[4]。

2 红外线气体分析监测系统的应用长沙瑞控公司设计的JNYQ-I-44EX 隔爆型红外线气体分析仪，可实现单组份、双组份气体检测，且可以同时分析三种气体浓度，即两路红外测量和一路氧气测量。

该系统采用智能化数字处理技术实现气体浓度的分析，双气路与双通道的结构设计，有效提高了仪器的稳定性。

并且采用大气压力补偿，可降低环境大气压力变化对仪器测量的影响，电流环输出和开关量输出相互隔离，消除了外界各种干扰对仪器测量的影响，可用于工业流程和科学实验室中在线分析CO 、CO 2、CH 4、SO 2和NO 等气体浓度监测，具有自动化程度高、功能强、操作简便、灵敏度高、稳定性好、数字通信等特点[5-7]。

James 将非分散红外气体分析仪应用于微电子气相沉积过程中，金属烷基酰胺前驱体的测量。

利用非色散红外分析仪可测量气相沉积过程中金属前驱体戊基(二甲基胺)的分压，通过建立二甲基胺吸光度的函数，校准非色散红外分析仪的光学响应密度，并在流动试验中除去的物质质量之间的差异与流量，如重力测量和光学测定，在以上条件下可以检测到二甲基胺[8]。

植物表面附着的微藻与生物膜系统可以降低生物质回收的成本，是解决CO 2问题的一种具有潜力的方法[5]。

通过红外气体分析监测系统能够精确测量藻类生物膜上的CO 2固定能力，优化单细胞微藻的光合作用。

通过考虑样品气体与参比气体之间水蒸气浓度的差异，对气体分析仪进行了校正。

EN-308红外线气体分析仪使用说明书上海英盛仪器有限公司Shanghai ENCEL Instrument Co.LTDEN-308红外线气体分析仪说明书目录1．概述 2 2．主要技术特性 3 3．工作原理7 4．仪器组成9 5．安装与接线10 6．仪器运行12 7．操作说明13 8．参数设定和校正24 9．日常维护33 10．贮存和保修34 11．成套产品清单34 12．快速查阅索引35敬告用户：EN-308红外线气体分析仪说明书在使用仪器前请仔细阅读本说明书●通入仪器的气体必须为干燥洁净气●必须保证仪器的进气压力不大于0.02Mpa1．概述EN-308型红外线气体分析仪采用了先进的检测技术和微处理机技术，具有数字化信息处理、人机对话、自动操作提示、大屏幕LCD显示、上下限报警、标准信号输出等功能。

可连续分析各种混合气体中的CO、CO2、CH4、NH3、NO、SO2等气体浓度，广泛适用于石化、化肥、空分、冶金、建材、电厂等工业生产流程气体在线分析，也可用于环保监测、卫生防疫、农业和科研等领域。

EN-308红外线气体分析仪外形图EN-308红外线气体分析仪说明书仪器特点●检测器采用前后气室结构，大大提升了仪器的选择性，交叉干扰小；●采用振幅调制技术，共模抑制能力强，零点漂移小，稳定性好；●全密封光路，不受环境气氛的影响；●包封红外光源，稳定性极高；●镀金测量气室耐腐蚀强；●大屏幕LCD液晶显示、全中文操作菜单，人机对话、自动提示操作步骤；●自动检测光源电压、本底基准电压等工作参数；●双量程自动转换（选项），计算机软件线性化处理；●具有二组报警接点输出，可在全量程范围内任意设置上、下限报警点；●具有定时自动存储功能，可随时查看存储数据；●具有无纸记录仪功能，自动记录被测气体浓度随时间的变化曲线；●具有全隔离0~10mA或4~20mA标准信号输出；●具有RS-232通讯口，可连接串口打印机或与计算机实现双向通讯。

红外线分析仪的工作原理参考资料：中国环保网（/news/details12018.htm ）红外线分析仪简介气体工业名词术语。

大多数气体分子的振动和转动光谱都在红外波段。

当入射红外辐射的频率与分子的振动转动特征频率相同时，红外辐射就会被气体分子所吸收，引起辐射强度的衰减。

利用这种气体分子对红外辐射吸收的原理而制成的红外气体分析仪，具有测量精度高，速度快以及能连续测定等特点，在钢铁，石油化工，化肥，机械等工业部门，红外气体分析仪是生产流程控制的重要监测手段；在环境污染成分检测和医学生理研究等方面也都有许多成功的应用。

红外线分析仪的工作原理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2~12µm。

简单说就是将待测气体连续不断的通过一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个端面一侧入射一束红外光，然后在另一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ABBAO2000系列仪表，配以URAR26红外模块。

朗伯—比尔定律——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。

红外线便携式分析仪器，是基于某些气体对红外线的选择性吸收原理而制成的，该原理的便携式分析仪器是目前在国内市场上是最为精确，数字显示、操作简单，低返修率的一款仪器。

已经受到国内外众多用户的普遍欢迎。

红外线分析仪的用途卫生防疫部门、环境检测站等部门，对宾馆、商店、影剧院、舞厅、医院、车厢、船舱等公共场合的各种气体浓度的测定。

也可用于实验室分析。

根据用户的不同需求，该原理仪器主要用于测量CO2、CO，CH4、SO2等气体浓度。

红外线分析仪的技术参数1.测量范围：CO2最低：0-50ppm,最高：0-100% CO 最低：0-50ppm,最高：0-100%（其他用户需求自定）2.零点漂移：≤±2%F.S/4h 量程漂移：≤±2%F.S/4h3.线性度：≤±2%F.S4.重复性：≤±1%5.预热时间：15min红外线气体分析仪一般由气路和电路两部分组成，它的气路和电路的联系部件也是核心部分是发送器，发送器是红外分析仪的“心脏”部分，它将被测组分浓度的变化转为某种电参数的变化，并通过相应的电路转换成电压或电流输出。

红外线气体分析仪器特点
红外线气体分析仪器是基于被测介质对红外光有选择性吸收而建立的一种分析方法，属于分子吸收光谱分析法。

使红外线通过装在一低昂长度的容器内的被测气体，然后通过测定通过气体的红外线辐射轻度来测量被测气体浓度。

红外线气体分析仪器除了单原子气体（如He、Ne、Ar、Kr、xe等）和双原子气体的同核、分子（如N2、O2、H2、C12等）不能分析外，其他具有偶极矩的气体分子都可以分析。

红外线气体分析仪器特点：
（1）灵敏度高，它能够分析的气体的上限浓度为100％，下限可达到ppm级的浓度，甚至可达到ppb级
（2）精度高，一船通用型红外线气体分析器都可达到二级精度，有一些专用特制的还可以达到一级精度
（3）有良好的选择性，红外线气体分析器只对待测组分的浓度变化有反应，而干扰组分不管其浓度如何变化都对分析精度的影响不到而且操作简单维护方便（4）能连续分析并自动控制，它是属于连续进样、连续分析和连续显示的工业自动化仪表，能够长期连续不断地监视或控制工业流程中任何瞬间气体浓度的变化
1。

红外气体分析仪的功能特点都有哪些随着社会的发展，工业化、城市化不断加速，废气排放问题日益严重。

废气污染不仅直接危害人的健康，还破坏了自然环境。

为了监控和分析废气的成分，净化废气等，需要使用一种高精准且方便便捷的分析仪器——红外气体分析仪。

本文将介绍红外气体分析仪的功能和特点。

红外气体分析仪的原理红外气体分析仪基于红外线吸收光谱技术，利用红外光源向样品发出一束波长范围内的连续的红外光，然后通过样品后检测样品另一侧的光电池，检测红外线吸收情况，从而分析出样品中的气体种类和浓度。

红外气体分析仪的功能特点高精度分析红外气体分析仪采用红外线吸收光谱技术，其检测抗干扰性能好、重复性高，能够准确、快速分析气体类别和浓度，并且精度达到了ppm（百万分之一）级别。

例如，对于二氧化碳的检测，精度高达1ppm。

多种气体的检测红外气体分析仪可以检测多种气体，包括但不限于二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2）、氨气（NH3）、甲烷（CH4）等。

这些气体都是常见的一氧化碳（CO）、一氧化氮（NO）、硫化氢（H2S）等废气成分，红外气体分析仪可以精准地检测它们的浓度，以此分析废气成分。

高效性能红外传感器的反应速度非常快，可以实现高效便捷的数据监测，快速反映气体浓度变化。

通过气体旁路、多通道通量等技术，红外气体分析仪具有高通量、高响应、高稳定性等特点。

灵活性红外气体分析仪可以安装在现有的系统上，可以与其他传感器组合使用，形成完整的监测系统。

此外，红外气体分析仪可以进行远程监测和数据传输，使其更加灵活和方便。

采样方式多样红外气体分析仪的采样方式主要有两种：取样法和吸取法。

取样法是将气体进样到检测仪器中进行分析，常见于采用高纯气体或空气作为稀释气体的情况。

吸取法是将气体通过吸取管水平进入检测仪器中进行分析，常见于配合降低环境空气中某种气体浓度的排气口使用。

红外气体分析仪的应用场景红外气体分析仪广泛应用于化工、环保、新材料等领域，如：•废气排放监测和分析，包括工业环保、市政环保等；•化工生产过程的气体成分分析；•新材料按照生产过程中的气体成分进行分析和检测；总结红外气体分析仪具有高精度、多种气体检测、高效性能、灵活性、采样方式多样的特点，应用场景也非常广泛，其在废气排放监测和分析、化工生产过程中的气体成分分析、新材料生产等方面的作用不可忽视。

一、分析仪器简介1，应用领域C600红外线气体分析仪可以用于连续测量CO、CO2、CH4、SO2、NO等气体浓度，可同时测量其中的一个或多个气体成分。

C600红外线气体分析仪是一种多通道、多组份分析仪。

仪器采用了世界先进的红外气体检测技术。

具有优良的稳定性、选择性和高灵敏度，可以广泛用于锅炉、电厂烟道气、化工流程、石化工业、冶金工业等领域，也可以用于实验室分析。

2，仪器的特点（1）可连续测量SO2、、、、、、C2H4、C3H8等气体浓度。

（2）可同时分析多个组份。

（3）多路4-20mA模拟输出及继电器接点输出。

输出接线见附图3（4）自动标定、故障自诊断、数字通讯功能（5）精度高、稳定性好（6）菜单式操作，全中文液晶显示（7）ppm和mg/m3(8) 极短的预热时间—5分钟（9）仪器操作简单、快速设定和运行方便（10）使用空气自动仪器标定零点（<5﹪CO2必须用N2标定零点>）（11）仪器量程标定的时间间隔时间：根据环境条件每6-12个月作一次校准。

（12）仪器控阵性能好，可车载使用。

3 工作原理C600 分析仪使用了两种不同的测量原理。

（1）红外线气体分析仪测量原理这种原理基于不分光红外线吸收原理。

利用一定的波长的红外光吸收。

人们一直都知道：很多材料能吸收红外辐射（由于分子内振动）对任何一种材料，它的吸收能力随波长（它的吸收光谱）变化而变化，不同材料有不同的吸收光谱，红外气体传感器运作的基本原理是依靠对以上事实的发现。

表1中显示了典型的红外光谱，包括一氧化碳、丙烷、己烷和二氧化碳。

表1：吸收光谱设计原理所有红外气体传感器都有基本的组成部分：一个红外源（即白炽灯），探头（如热电池，烟火探头），选择适当波长的方法（如光带通过干扰过滤器）和样本元件。

辐射从辐射源通过样本元件和波长选择器。

波长选择对传感器的相对选择性有相当大的影响。

未被样本吸收的辐射被探头测出，对样本中目标气体的浓度值提供测量的结果。