红外线气体分析仪器基于气体分子对特定波长红外线的选择性吸收特性工作,其核心特点可总结如下:
1. 选择性强,抗干扰能力突出
不同气体分子的振动/转动能级不同,仅吸收特定波长的红外线(如CO₂主要吸收4.26μm波长,CO主要吸收4.65μm波长)。因此,可通过选择特定波长的红外光源和滤光片,特异性检测目标气体,不受无红外吸收的气体(如O₂、N₂)或非目标红外吸收气体的干扰。
2. 灵敏度高,适用于微量检测
利用红外吸收强度与气体浓度的线性关系(朗伯-比尔定律),结合高精度光学检测系统,可实现低浓度气体的检测,通常能达到ppm(百万分之一)甚至ppb(十亿分之一)级别,满足环境监测、工业微量泄漏等场景需求。
3. 响应速度快,支持实时监测
红外吸收过程为物理过程,无需复杂化学反应或预处理,气体进入检测池后可快速完成吸收-检测流程,响应时间通常在秒级(多数小于10秒),适合在线实时监测(如工业过程控制、烟道气连续分析)。
4. 稳定性好,长期运行可靠
红外光源(如镍铬丝、半导体激光器)和检测器(如热释电探测器、光电二极管)寿命长(通常数千至数万小时),且核心部件无机械磨损,受环境温度、湿度等因素影响较小,长期使用中漂移小,维护成本低。
5. 测量范围宽,覆盖多浓度场景
可通过调整检测池长度、光路设计或信号放大倍数,覆盖从微量(ppm级)到常量(百分含量级)的浓度范围,适用于不同场景(如室内空气微量CO检测、工业废气高浓度CO₂分析)。
6. 非破坏性测量,不消耗样品*
检测过程仅通过红外线与气体分子的相互作用,不改变气体成分和性质,也不消耗样品,可实现气体的连续循环检测(如闭环系统中的气体监控)。
7. 适用气体种类多,应用范围广
几乎所有极性分子气体(如CO、CO₂、CH₄、NO、SO₂、NH₃等)均有特定红外吸收峰,因此可用于环保、化工、冶金、医疗、食品等多个领域的气体分析。
综上,红外线气体分析仪器凭借高选择性、高灵敏度、快速响应和稳定可靠等特点,成为气体检测领域的重要技术手段。