红外线二氧化碳分析仪

红外线二氧化碳分析仪

一、核心工作原理：朗伯-比尔定律

核心原理是气体对特定波长红外线的选择性吸收，遵循朗伯-比尔定律（Lambert-Beer Law）：  

当红外线穿过含有CO₂的气体时，CO₂会强烈吸收其特征波长的红外光（CO₂的特征吸收峰为4.26μm，此波长不被空气主要成分（N₂、O₂）吸收，干扰极小）；  

吸收强度与气体中CO₂的浓度和红外光穿过气体的光程长度成正比——通过测量红外光的衰减程度，即可反推出CO₂的浓度。

二、仪器核心结构组成

由以下5个关键模块组成，各模块协同实现“红外发射→气体吸收→信号检测→浓度计算"的流程：

模块名称       核心功能                                                                 

1. 红外光源    发射稳定的、包含CO₂特征波长（4.26μm）的红外线（常用钨丝灯、半导体激光器）。 

2. 气室        容纳待检测气体的密封腔室（需耐腐蚀、低吸附，光程长度固定，保证红外光均匀穿过）。 

3. 滤光片      仅允许CO₂特征波长（4.26μm）的红外光通过，过滤其他波长光线，消除干扰。       

4. 红外检测器  接收经过气室吸收后的红外光，将光信号转换为电信号（常用光电二极管、热释电传感器）。 

 5. 信号处理系统  放大检测器输出的电信号，通过朗伯-比尔定律公式计算CO₂浓度，最终显示/输出结果（如数字屏、RS485通讯）。 

三、主要分类及适用场景

1. 按“测量方式"分类

 类型                     工作特点                              适用场景                                            在线式（连续监测）  气样持续通入气室，实时输出CO₂浓度，可长期稳定运行（需定期校准）。  工业过程控制（如发酵罐CO₂监测、电厂烟气排放监测）。

便携式（现场检测） 体积小、重量轻，自带采样泵或扩散式进气，适合移动检测，单次测量或短期监测。 

2. 按“气室结构"分类

流通式气室：待检测气体通过采样泵强制通入气室，响应速度快（通常<10秒），适合低浓度、需快速响应的场景；  

扩散式气室：气体通过自然扩散进入气室，无需采样泵，结构简单、维护成本低，适合环境空气等常压、低流速场景。

四、关键性能指标（选型/使用核心参考）

1. 测量量程：需匹配实际应用的CO₂浓度范围（如室内空气：0~5000ppm；工业烟气：0~5%/100%VOL）；  

2. 测量精度：通常以“±%FS（满量程误差）"或“±固定值"表示（如室内型：±2%FS，工业型：±1%FS），精度越高，结果越可靠；  

3. 响应时间：从气体进入气室到显示稳定浓度的时间（通常<10~30秒），快速变化场景（如呼吸监测）需选短响应时间仪器；  

4. 稳定性：长期运行的漂移程度（如8小时漂移<0.5%FS），稳定性差会导致频繁校准，影响效率；  

5. 抗干扰能力：是否能排除水分（H₂O）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH₄）等气体的干扰。

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