紅外氣體分析儀是一種通過測量氣體吸收紅外輻射的強(qiáng)度來分析氣體成分的儀器。廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)生產(chǎn)、科研領(lǐng)域等多個領(lǐng)域。核心原理基于氣體對特定波長紅外輻射的吸收特性。根據(jù)物質(zhì)吸收紅外輻射的不同特性，可以利用這一原理來定量分析氣體的濃度。具體來說，氣體分子在吸收紅外輻射時，會發(fā)生振動或轉(zhuǎn)動能級的躍遷，而這種躍遷對應(yīng)的能量可以通過波長來表示。
紅外氣體分析儀的工作過程：
1.紅外光源發(fā)射紅外輻射：紅外光源（如黑體輻射源）產(chǎn)生一定波長范圍的紅外輻射，通常是近紅外、中紅外或遠(yuǎn)紅外區(qū)域。
2.氣體樣本吸收輻射：氣體樣本通過測量管路，經(jīng)過紅外光束的路徑。在通過的過程中，氣體分子會吸收特定波長的紅外輻射。
3.光譜分析：經(jīng)過氣體樣本后，剩余的紅外輻射通過探測器（如光電二極管、熱電偶等）進(jìn)行接收，分析光束強(qiáng)度的變化。儀器將吸收的輻射量與氣體濃度之間建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而計算氣體濃度。
4.數(shù)據(jù)處理與輸出：儀器通過內(nèi)部的電子處理單元，計算出氣體的濃度，并將數(shù)據(jù)以數(shù)字或圖形的形式顯示在儀器的屏幕上，便于用戶讀取。
應(yīng)用領(lǐng)域：
1.環(huán)境監(jiān)測：在空氣質(zhì)量監(jiān)測中，可用于監(jiān)測大氣中的二氧化碳（CO?）、甲烷（CH?）、氮氧化物（NO?）等溫室氣體的濃度。此外，在工業(yè)污染監(jiān)測中，它也能夠有效地檢測有害氣體（如一氧化碳、氨氣等）。
2.工業(yè)生產(chǎn)：在化工、石油、天然氣、鋼鐵、電力等工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。例如，在煉油廠、天然氣開采等場所，可以通過紅外分析儀檢測氣體泄漏或排放，確保生產(chǎn)安全和環(huán)境保護(hù)。
3.科研實(shí)驗(yàn)：在氣體分析、物質(zhì)傳輸、化學(xué)反應(yīng)等領(lǐng)域的研究中，提供了精確的氣體濃度數(shù)據(jù)。它被廣泛用于實(shí)驗(yàn)室中對氣體的定性和定量分析，特別是在氣體動力學(xué)、空氣污染等領(lǐng)域的研究中。
4.醫(yī)療健康：也被應(yīng)用于呼吸氣體分析、睡眠監(jiān)測等領(lǐng)域。通過分析呼出氣體中的氧氣和二氧化碳含量，醫(yī)生可以評估病人的呼吸情況，尤其在重癥監(jiān)護(hù)、麻醉監(jiān)測等場景中有著重要應(yīng)用。
紅外氣體分析儀的優(yōu)勢：
1.高靈敏度與精度：具有較高的靈敏度和精度，能夠檢測非常低濃度的氣體，適合進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測和工業(yè)排放檢測。
2.選擇性強(qiáng)：不同氣體對紅外輻射的吸收波長各不相同，因此具有較強(qiáng)的選擇性，能夠區(qū)分復(fù)雜氣體混合物中的不同成分。
3.實(shí)時監(jiān)測：通常能夠進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并提供快速、準(zhǔn)確的氣體濃度數(shù)據(jù)。這對于工業(yè)生產(chǎn)中的氣體控制、環(huán)境監(jiān)測等工作至關(guān)重要。
4.非接觸式測量：由于是基于紅外輻射的吸收原理，可實(shí)現(xiàn)非接觸式測量，避免了傳統(tǒng)采樣分析方法中可能出現(xiàn)的誤差和污染。
