紅外線氣體分析器的類型
目前使用的紅外線氣體分析器類型很多,，分類方法也較多,。
(1)從是否把紅外光變成單色光來劃分，可分為不分光型(非色散型)和分光型(色散型)兩種,。不分光紅外一氧化碳分析儀
不分光型 光源發(fā)出的連續(xù)光譜全部都投射到待測(cè)樣品上,，待測(cè)組分吸收其特征波長譜帶(有一定波長寬度的輻射帶)的紅外光，就其吸收來說具有積分性質(zhì),。因此不分光型儀器的靈敏度比分光型高得多,，并且具有較高的信噪比和良好的穩(wěn)定性。其主要缺點(diǎn)是待測(cè)樣品各組分間有重疊的吸收峰時(shí),，會(huì)給測(cè)量帶來干擾。
分光型 采用一套分光系統(tǒng),，使通過測(cè)量氣室的輻射光譜與待測(cè)組分的特征吸收光譜相吻合。其點(diǎn)是選擇性好,，靈敏度較高,；缺點(diǎn)是分光后光束能量很小，分光系統(tǒng)任一元件的微小位移,，都會(huì)影響分光的波長,。因此，分光型儀器一直用在條件較好的實(shí)驗(yàn)室,，長期未能用于在線分析,。近年來,，隨著窄帶干涉濾光片的廣泛使用,，分光型儀器開始進(jìn)入在線分析,。不過這種借助于干涉濾光片的分光不同于光柵系統(tǒng)的分光，它不能形成連續(xù)光譜,，只能對(duì)某個(gè)特定波長附近的狹窄譜帶進(jìn)行選通,，因此,，將其稱為“準(zhǔn)分光型儀器”也許更為合適,。
(2)從光學(xué)系統(tǒng)來劃分,，可以分為雙光路和單光路兩種,。
雙光路 從兩個(gè)相同的光源分配的一個(gè)光源,，發(fā)出兩路彼此平行的紅外光束，分別通過幾何光路相同的分析氣室,、參比氣室后進(jìn)入檢測(cè)器,。
單光路 從光源發(fā)出的單束紅外光，只通過一個(gè)幾何光路,。但是對(duì)于檢測(cè)器而言,，接收到的是兩個(gè)不同波長的紅外光束，只是它們到達(dá)檢測(cè)器的時(shí)間不同而已,。這是利用濾波輪的旋轉(zhuǎn)(在濾波輪上裝有窄帶干涉濾光片或?yàn)V波氣室)，將光源發(fā)出的光調(diào)制成不同波長的紅外光束,，輪流送往檢測(cè)器,，實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的雙光路,。
(3)從使用的檢測(cè)器類型來劃分,。
紅外線氣體分析器中使用的檢測(cè)器,，目前主要有薄膜電容檢測(cè)器,、微流量檢測(cè)器、半導(dǎo)體檢測(cè)器,、熱釋電檢測(cè)器四種,。根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理上的差別，我們可以將上述四種檢測(cè)器分成兩類,，其中前兩種檢測(cè)器屬于氣動(dòng)檢測(cè)器,，后兩種檢測(cè)器屬于固體檢測(cè)器。
氣動(dòng)檢測(cè)器靠氣動(dòng)壓力差工作,，薄膜電容檢測(cè)器中的薄膜振動(dòng)靠這種壓力差驅(qū)動(dòng),，微流量檢測(cè)器中的流量波動(dòng)也是由這種壓力差引起的。這種壓力差來源于紅外輻射的能量差,，而這種能量差是由測(cè)量光路和參比光路形成的,，所以氣動(dòng)檢測(cè)器一般和雙光路系統(tǒng)配合使用。
不分光紅外(NDIR)源自氣動(dòng)檢測(cè)器,。氣動(dòng)檢測(cè)器內(nèi)密封的氣體吸收波長和待測(cè)氣體的特征吸收波長相同(通常是待測(cè)氣體和氬氣的混和氣),，所以光譜光源的連續(xù)輻射到達(dá)檢測(cè)器后，它只對(duì)待測(cè)氣體特征吸收波長的光譜有靈敏度，不需要分光就能得到很好的選擇性,。不分光紅外一氧化碳分析儀
半導(dǎo)體檢測(cè)器和熱電檢測(cè)器中沒有可移動(dòng)部件,，其檢測(cè)元件均為固體器件，根據(jù)這一特征我們將其統(tǒng)稱為固體檢測(cè)器,。固體檢測(cè)器直接對(duì)紅外輻射能量有響應(yīng),，與其配用的光學(xué)系統(tǒng)均為單光路結(jié)構(gòu)，靠濾波輪的旋轉(zhuǎn)形成時(shí)間上的雙光路,。它對(duì)被測(cè)氣體特征吸收光譜的的選擇性是借助于窄帶干涉濾光片實(shí)現(xiàn)的,。因此，這種紅外分析器本質(zhì)上是一種分光型儀器,，
由上所述可以看出,，這兩類檢測(cè)器的工作原理不同，配用的光路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同,，從是否需要分光的角度來看,，二者也是不同的。因此,，我們可以由此出發(fā),，將紅外線氣體分析器劃分為兩類：采用氣動(dòng)檢測(cè)器的紅外分析器和采用固體檢測(cè)器的紅外分析器。
這兩類儀器相比,，前者的檢出限和靈敏度明顯于后者,，而后者的結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整容易又勝過前者,。前者是紅外線氣體分析器的傳統(tǒng)產(chǎn)品,，也是目前的主流產(chǎn)品。
在整機(jī)工作原理,、光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),、信號(hào)調(diào)制方式和檢測(cè)方法等諸多方面，這兩類儀器均有顯著差別,，因此,，本章后面將按照這種分類方法，對(duì)這兩類儀器分別加以介紹,。不分光紅外一氧化碳分析儀
(4)從檢測(cè)組分的數(shù)量來劃分,，有單組分和多組分兩種。
需要說明的是,，上述類型劃分的敘述不一定確切和嚴(yán)密,，隨著各種技術(shù)手段的綜合采用,，對(duì)現(xiàn)代紅外線氣體分析器進(jìn)行嚴(yán)格意義上的類型劃分,，已經(jīng)變得越來越困難了。
紅外線氣體分析器的特點(diǎn)
(1)能測(cè)量多種氣體
除了單原子的惰性氣體(He,、Ne,、Ar等)和具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)無極性的雙原子分子氣體(N2,、H2、O2,、 Cl2等)外,，CO、CO2,、NO,、NO2、SO2,、NH3等無機(jī)物,、CH4、C2H4等烷烴,、烯烴和其他烴類及有機(jī)物都可用紅外分析器進(jìn)行測(cè)量,。
(2)測(cè)量范圍寬
可分析氣體的上限達(dá)100％，下限達(dá)幾個(gè)ppm的濃度,。當(dāng)采取一定措施后,，還可進(jìn)行痕量(ppb級(jí))分析。
(3)靈敏度高
具有很高的檢測(cè)靈敏度,，氣體濃度有微小變化都能分辨出來,。
(4)測(cè)量精度高
一般都在±2％FS，不少產(chǎn)品達(dá)到或于±1％FS,。與其他分析手段相比,，
它的精度較高且穩(wěn)定性好。
(5)反應(yīng)快
響應(yīng)時(shí)間T90一般在10s以內(nèi),。
(6)有良好的選擇性
紅外分析器有很高的選擇性系數(shù),，因此它特別適合于對(duì)多組分混合氣體中某一待分析組分的測(cè)量，而且當(dāng)混合氣體中一種或幾種組分的濃度發(fā)生變化時(shí),，并不影響對(duì)待分析組分的測(cè)量,。因此，用紅外分析器分析氣體時(shí),，只要求背景氣體(除待分析組分外的其它組分都叫背景氣體)干燥,、清潔和無腐蝕性，而對(duì)背景氣體的組成及各組分的變化要求不嚴(yán),，特別是采取濾光技術(shù)以后效果更好,。這一點(diǎn)與其它分析儀器比較是一個(gè)突出的點(diǎn)。
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