什么是紅外氣體分析儀？

[摘要]本文介紹一種采用獨立自主知識產權的新型非分光紅外NDIR傳感器技術的紅外氣體分析儀（GASBOARD系列），比起國內其他紅外氣體分析儀的主要廠家大都采用上八十年代初的分析技術，該儀器在性能、體積、功耗、價格上具有以往儀器*的優(yōu)勢，也是取代傳統(tǒng)的化學式手動實驗室分析儀——奧氏氣體分析儀的必然趨勢。 

關鍵詞：NDIR，紅外氣體分析儀，奧氏氣體分析儀，GASBOARD 

1、概述 

1.1奧氏氣體分析儀 
　　奧氏氣體分析儀作為一種經典的化學式手動分析儀器，具有結構簡單、價格便宜、維修容易等優(yōu)點，該儀器一直在實驗室里廣泛應用著，常用于CO2、O2、CO、H2、烴類等的含量測定。其其原理是利用溶液吸收法來測定CO、CO2和O2，CH4和H2用爆炸燃燒法測定，剩余氣體為N2。奧氏氣體分析儀結構簡單，雖一次購置成本低但長期運行成本高，除去分析人員的成本，僅每年買試劑和玻璃器皿至少要1萬多元，而且必須對煤氣進行人工取樣，在實驗室進行分析，其中分析人員的操作技能和“態(tài)度”對分析的度有很大影響。奧氏氣體分析儀只能單一成份地逐個進行檢測分析，不具備多重輸入和信號處理功能，分析費時，操作煩瑣，響應速度慢，效率低，難以實時地分析生產工況?，F逐漸被全自動分析儀器替代。奧氏氣體分析儀在實際應用中存在的不足主要有：1）該方法是手動分析儀，操作較煩瑣，精度低、速度慢，不能實現在線分析，適應不了生產發(fā)展的需要；2）梳形管容積對分析結果有影響，尤其是對爆炸法的影響比較大；3）奧氏儀進行動火分析測定時間長，場所存在一定局限性，而且還必須注意化學反應的*程度，否則讀數不準誤導生產；4）焦性食子酸的堿性液在15—20℃時吸氧效能，吸收效果隨溫度下降而減弱，0℃時幾乎*喪失吸收能力，故吸收液液溫不得低于15℃。 

1.2 紅外氣體分析儀 
　　目前國內NDIR氣體分析儀的主要廠家大都采用上八十年代初的紅外氣體分析方法，存在諸多缺陷：1）鎳锘絲、硅碳棒作為紅外光源，熱穩(wěn)定性差，壽命短，測量誤差大；2）電機機械調制紅外光，儀器功耗大，穩(wěn)定性差，故障率高，難于維護；3）薄膜電容微音器或InSb等作為檢測器，使得儀器對震動十分敏感，誤差大；4）內壁拋光鋁合金氣室，氣室光潔度及抗腐蝕能力差。 

　　GASBOARD紅外氣體分析儀采用獨立自主知識產權的非分光紅外（NDIR）傳感器技術、高精度進口窄帶干涉濾光片、類金剛石鍍膜紅外光源以及單光束多波長探測技術，配合易安裝拆卸的鍍膜氣室及嵌入式數據采集系統(tǒng)，可實現CO、CO2、CH4 、SO2、NOX以及其它碳氫化合物等氣體在混合背景氣體中的實時快速測量。 

2. 檢測原理 
　　當紅外光通過待測氣體時,這些氣體分子對特定波長的紅外光有吸收,其吸收關系服從朗伯--比爾(Lambert-Beer)吸收定律，即某些氣體對紅外光進行有選擇性吸收，其吸收強度變化取決于被測氣體的濃度。 

3. 產品特點 
　　GASBOARD紅外氣體分析儀采用了以下關鍵技術：1）核心檢測部件為獨立自主知識產權的非分光紅外（NDIR）傳感器技術，維修、維護響應速度快；2）紅外光源、氣室、紅外探測器設置在同一光軸上，抗振性好，并使氣體紅外吸收信號具有較好的分辨率，減少外界信號干擾，；3）新型鍍膜紅外氣室，光潔度好，并具有一定的抗腐蝕能力，安裝、更換方便，用戶可自行拆卸更換；4）新型類金剛石鍍膜紅外光源，可以保證發(fā)射的紅外光波長在特定范圍內，也可以阻止外界環(huán)境對光源溫度的影響；5）紅外探測部分局部保溫，整儀器設有光源強度及溫度自動補償裝置；6）“單光束、多波長”一體化設計及量程匹配技術，可完成多種氣體的同時無干擾測量；7）多量程、多組分選擇，也可根據用戶要求訂制組分和量程；8）量程高低限報*戶可自由設置；9）自主研發(fā)氣體標定技術軟件和軟件通訊協(xié)議；10）新型一體化紅外探測系統(tǒng)和高精密度前置放大電路；11）大屏幕LCD液晶顯示屏，測量組份、濃度一目了然，中/英文操作界面；12）便攜式、在線式和監(jiān)測系統(tǒng)等多種測量模式。 

4. 應用領域 
　　紅外線分析儀常用來連續(xù)測定各種混合氣體中的CO、CO2、CH4 、SO2、NOX和CH等的含量，是在線分析儀中非常重要的一類儀器，廣泛應用于汽車尾氣檢測（Vehicle Emission）；石油化工生產過程中氣體成份在線分析和監(jiān)測； 冶金工業(yè)中，高爐、轉爐、焦爐工業(yè)爐窯等氣體分析和監(jiān)測 ；科學實驗、環(huán)境保護、醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)氣體分析和監(jiān)測；生物醫(yī)藥、食品發(fā)酵、污水處理、垃圾填埋等過程氣體測量；倉儲、溫室、室內等場所氣體檢測；煙道氣檢測(CEM)等 。 

5. 結論和展望 
　　隨著國民經濟的飛速發(fā)展和加入WTO，對生產工藝和過程控制的要求越來越高，對生態(tài)環(huán)境的保護也越來越重視，紅外在線成分分析儀作為必要的配套設備已成為企業(yè)全面質量管理的一個重要發(fā)展趨勢，也是取代傳統(tǒng)的化學式手動實驗室分析儀——奧氏氣體分析儀的必然趨勢。