红外气体分析仪的工作原理
红外气体分析仪原理
红外气体分析仪原理
红外气体分析仪的工作原理是利用红外辐射与气体分子之间的相互作用来识别和测量气体的类型和浓度。
其主要原理包括红外光源、样品室、检测器和数据处理系统。
首先，红外光源产生特定频率的红外光束，并通过光学系统引导到样品室。
红外光会穿过样品室，射向内部的待测气体。
当红外光束通过气体时，气体分子会吸收特定频率的红外光能量。
吸收的光的强度与气体中特定分子的浓度相关。
接下来，检测器会测量并比较红外光源发出的光与通过样品室后的光的差异。
任何被气体分子吸收的红外光都会使检测器输出信号产生变化。
最后，数据处理系统会分析检测器输出信号，通过对比事先设定的气体吸收谱线和实际测量的谱线，来确定待测气体的种类和浓度。
红外气体分析仪具有快速、准确和灵敏的特点，并广泛应用于环境监测、工业过程控制以及安全防护等领域。
红外分析仪构成、原理
1红外分析仪构成1.1红外线气体分析仪红外线气体分析仪是基于红外检测原理，属于光学分析仪器中的一种。
它是利用不同气体对不同波长的红外线具有特殊的吸收能力来实现气体的组分检测的。
红外线式气体检测主要利用了气体对红外线的波长有选择的可吸收型和热效应两个特点。
红外线气体分析器是一种吸收式的、不分光型的气休分析器。
所谓吸收式即利用气体对电磁波的吸收特性。
不分光型也称为非色散型，即光源发射出连续光谱的射线，全部投射到被分析的气样上去。
利用气体的特征吸收波长及其积分特性进行定性和定量的分析，大部分的有机和无机气体在红外波段内都有其特征吸收峰。
有的气体还有两个或多个特证吸收峰。
具有对称结构的、无极性的双原子分子气体，如O2、H2等，以及单原子分子气体，例如Ar等，在红外线彼段内没有特征吸收峰。
因此红外线气体分析仪对这种双原子和单原子分子气体不能进行分析测量，每一台红外线气体分析器只能分析一种气体，例如一台CO2红外线气体分析器，它可以从一个多组分的混合气体中分析出CO2的体积百分比浓度，如果背景气体中的某一组分在红外线波段内有与CO2的特征吸收峰重迭的部分。
那么我们称这种背景气体为干扰组分，因此在气样进人红外线气体分析仪之前要把这种干拢组分去除掉。
水蒸汽在2.6-10µm这个很宽的波段范圈内有吸收的特性。
因此水蒸汽对红外线气体分析器来讲是一种重要的干扰组分，在分析之前都要对样气进行干燥处理，去除水分，这样才能保证测量的准确性。
红外线气体分析器的工作原理：用人工方法制造一个包括被测气体特征吸收峰波长在内的连续光谱的辐射源，让这个连续光谱通过固定厚度的含有被测气体的混合组分，在混合组分的气体层中，被测气体的浓度不同，吸收固定波长红外线的能量也不相同。
继而转换成的热量也不相同，在一个特制的红外检测器中再将热量转换成温度或压力，测量这个温度或压力就可以准确地测量出被分析气体的浓度，从朗伯特一比耳定律来看，I=I o e-kcl，就是要使红外线气体分析器辐射源的发射能量连续地通过一定厚度的被分析气样，也就是说使I o、K、L确定下来。
红外气体检测分析原理
红外气体检测分析原理红外气体检测原理与气体分析仪红外线气体分析仪，是利用红外线进行气体分析。
它基于待分析组分的浓度不同，吸收的辐射能不同．剩下的辐射能使得检测器里的温度升高不同，动片薄膜两边所受的压力不同，从而产生一个电容检测器的电号。
这样，就可间接测量出待分析组分浓度。
１．比尔定律红外线气体分析仪是根据比尔定律制成的。
假定被测气体为一个无限薄的平面．强度为k的红外线垂直穿透它，则能量衰减的量为：I=I0e-KCL(比尔定律)式中：I--被介质吸收的辐射强度；I0--红外线通过介质前的辐射强度；K--待分析组分对辐射波段的吸收系数；C--待分析组分的气体浓度；L--气室长度(赦测气体层的厚度)对于一台制造好了的红外线气体分析仪，其测量组分已定，即待分析组分对辐射波段的吸收系数k一定；红外光源已定，即红外线通过介质前的辐射强度I0一定；气室长度L一定。
从比尔定律可以看出：通过测量辐射能量的衰减I，就可确定待分析组分的浓度C了。
２．分析检测原理红外线气体分析仪由两个独立的光源分别产生两束红外线，该射线束分别经过调制器，成为5Hz的射线。
根据实际需要，射线可通过一滤光镜减少背景气体中其它吸收红外线的气体组分的干扰。
红外线穿过两个气室，一个是充满连续流动的待测气体的测量室，另一个是充满不吸收背景气体的参考室。
工作时，测量室内待测气体浓度变化时，吸收的红外光量相应变化，而参考光束(参考室光束)的光量不变。
来自两个腔室的光量差通过探测器，使探测器产生压力差，成为电容探测器的电号。
该号经号调理电路放大后，送至主控制器的显示器和crt显示器。
输出号的大小与被测成分的浓度成正比。
我们所用的检测器是薄膜微音器。
接收室内充以样气中的待测组分，两个接收室中间用一个薄的金属膜隔开，在两测压力不同时膜片可以变形产生位移，膜片的一侧放一个固定的圆盘型电极。
可动膜片与固定电极构成了一个电容变进器的两极。
整个结构保持严格的密封，两接收气室内的气体为动片薄膜隔开，但在结构上安置一个大小为百分之几毫米的小孔，以使两边的气体静态平衡。
红外线气体成像仪原理
红外线气体成像仪原理
红外线气体成像仪是一种基于红外光谱原理的气体检测仪器。
它可以实现对气体的定量探测和成像分析，具有高灵敏度、高精度、高速度、非接触式探测等特点，广泛应用于环境监测、工业生产、公共安全等领域。
红外线气体成像仪的原理是利用气体分子对红外辐射的吸收能
力不同，通过红外光谱技术对气体进行检测。
红外线气体成像仪发射出一束红外光线，经过气体后，被吸收或散射。
未被吸收或散射的光线通过光学系统成像在探测器上，形成一个包含气体信息的光谱图像。
然后将这个图像进行处理，通过光谱分析技术，识别出各种气体分子的光谱信号，从而实现对气体的定量探测和成像分析。
红外线气体成像仪不仅可以对气体的浓度进行定量分析，还可以对气体的形态进行成像分析。
与传统气体检测仪相比，红外线气体成像仪具有更高的可靠性和检测效率，可以有效地保障人们的生命安全和健康环境。
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红外测量仪原理
红外吸收原理：1、基本理论原理：（1）、比尔定律红外线气体分析仪是根据比尔定律制成的。
假定被测气体为一个无限薄的平面．强度为k 的红外线垂直穿透它，则能量衰减的量为：KCL e I I -=0 式中：I--被介质吸收的辐射强度；0I --红外线通过介质前的辐射强度；K--待分析组分对辐射波段的吸收系数；C--待分析组分的气体浓度；L--气室长度(赦测气体层的厚度)对于一台制造好了的红外线气体分析仪，其测量组分已定，即待分析组分对辐射波段的吸收系数k 一定；红外光源已定，即红外线通过介质前的辐射强度0I 一定；气室长度L 一定。
从比尔定律可以看出：通过测量辐射能量的衰减I ，就可确定待分析组分的浓度C 。
（2）、分光技术分光的两个基本方法：棱镜 滤光片但是由于棱镜分光必须采用机械转动的方法，因此并不适合用于便携式仪器和现场类仪器，在这种情况下，滤光片分光就成了这类红外气体检测仪器的首选。
由于滤光片不能像棱镜分光那样仔细地将波长分成单波长，因此又成为非色散红外方法，就是NDIR 。
NDIR 型气体传感器一般有两种设计：1、双光源，NDIR 滤光片覆盖在光源上，使用高增益（高价位）的单通道红外接收器。
2、广谱型单光源，双通道，低增益型红外接收器，NDIR 双滤光片集成在红外接收器内形成一个整体器件。
双光源的红外传感器的特点：外围电路的信号容易提取，一般的电子元器件和设计都能实现光电信号的转换，但其缺点是显而易见的：①、双光源对电的消耗大。
②、光源与光源之间的距离大造成信号补偿的不准确性。
③、光源面积不规则，NDIR滤光片不能完全覆盖。
④、要求大尺寸的NDIR滤光片。
单光源红外传感器的特点：①、单光源耗电量低。
②、双通道的集成结构使性能稳定度非常高。
③、红外集成型接收器很容易实现温度、湿度和光谱的补偿匹配。
④、使用小于1mm的NDIR滤光片和低增益型接收器，外围电路设计要求较高2、NDIR非色散单光源红外传感器：示意图1——广谱型光源2——双通道红外接收器3——传感器壳体4——外围电路——对红外接收器的微弱的光电信号放大、数字化，形成稳定高精度的数字量，显示在仪器上。
红外烟气分析仪原理
红外烟气分析仪原理
红外烟气分析仪（Infrared Smoke Analyzer）是一种用于测量
和分析烟气中污染物浓度的仪器。
它基于红外光吸收原理，通过检测红外光在气体中的吸收程度，来确定烟气中各种污染物的含量。
红外烟气分析仪采用了红外光源和红外光接收器。
红外光源发射出被测气体所吸收的特定波长的红外光，并通过被测气体后的光束到达红外光接收器。
红外光接收器测量红外光的强度，并将其转换为电信号。
当红外光通过烟气时，烟气中的污染物会吸收特定波长的红外光。
不同的污染物对红外光的吸收程度具有特定的特征，因而可以通过测量吸收的光强度来推断污染物的浓度。
红外烟气分析仪使用一系列不同波长的红外光，以覆盖各种可能的污染物。
它可以通过多个通道同时测量不同污染物的浓度，并将结果显示在仪器的显示屏上。
红外烟气分析仪的应用领域非常广泛，包括环境监测、工艺控制、烟气排放监测等。
其优点在于测量速度快、准确性高、使用方便，并且能同时测量多种污染物的浓度。
由于红外烟气分析仪采用了非接触式的测量方法，因此可以实时监测烟气中的污染物浓度，无需对气体进行取样和处理，大大提高了工作效率。
此外，红外烟气分析仪还具有较高的抗干扰能力，可以在复杂的烟气环境下正常运行。
第3章 红外线气体分析器(简稿)
第3章红外线气体分析器讲师：王森3.1 测量原理、特点和仪器类型3.2 采用气动检测器的红外分析器3.3 采用固体检测器的红外分析器3.4 测量误差分析3.1 测量原理、特点和仪器类型3.1.1红外线气体分析器测量原理红外线是电磁波谱中的一段，介于可见光区和微波区之间，因为它在可见光谱红光界限之外，所以得名红外线。
在整个电磁波谱中红外波段的热功率最大，红外辐射主要是热辐射。
在红外线气体分析器中，使用的波长范围通常在1～16μm 之内，主要集中在2～12μm 之间。
kcle I I －0=式中I 0——射入被测组分的光强度；I ——经被测组分吸收后的光强度；k ——被测组分对光能的吸收系数；c ——被测组分的摩尔百分浓度；l ——光线通过被测组分的长度(气室长度)。
使红外线通过装在一定长度容器内的被测气体，然后测定通过气体后的红外线辐射强度I 。
根据比尔－朗伯吸收定律3.1.2特征吸收波长红外吸收光谱也称为分子振动光谱。
当某一波长红外辐射的能量恰好等于某种分子振动能级的能量之差时，才会被该种分子吸收，并产生相应的振动能级跃迁，这一波长便称为该种分子的特征吸收波长。
图3-1 部分常见气体的红外吸收光谱所谓特征吸收波长是指吸收峰处的波长(中心吸收波长)，从图3-2中可以看出，在特征吸收波长附近，有一段吸收较强的波长范围，这是由于分子振动能级跃迁时，必然伴随有分子转动能级的跃迁，即振动光谱必然伴随有转动光谱，而且相互重叠。
因此，红外吸收曲线不是一条简单的锐线，而是一段连续的但较窄的吸收峰。
这段波长范围可称为“特征吸收波带”。
3.1.3红外线气体分析器的特点(1)能测量多种气体除了单原子的惰性气体(He、Ne、Ar等)和具有对称结构无极性的双原子分子气体(N2、H2、O2、Cl2等)外，CO、CO2、NO、SO2、NH3等无机物、CH4、C2H4等烷烃、烯烃和其他烃类及有机物都可用红外分析器进行测量。
(2)测量范围宽可分析气体的上限达100％，下限达几个ppm的浓度。
红外线分析仪的工作原理
红外线分析仪的工作原理参考资料：中国环保网（/news/details12018.htm ）红外线分析仪简介气体工业名词术语。
大多数气体分子的振动和转动光谱都在红外波段。
当入射红外辐射的频率与分子的振动转动特征频率相同时，红外辐射就会被气体分子所吸收，引起辐射强度的衰减。
利用这种气体分子对红外辐射吸收的原理而制成的红外气体分析仪，具有测量精度高，速度快以及能连续测定等特点，在钢铁，石油化工，化肥，机械等工业部门，红外气体分析仪是生产流程控制的重要监测手段；在环境污染成分检测和医学生理研究等方面也都有许多成功的应用。
红外线分析仪的工作原理基于某些气体对红外线的选择性吸收。
红外线分析仪常用的红外线波长为2~12µm。
简单说就是将待测气体连续不断的通过一定长度和容积的容器，从容器可以透光的两个端面的中的一个端面一侧入射一束红外光，然后在另一个端面测定红外线的辐射强度，然后依据红外线的吸收与吸光物质的浓度成正比就可知道被测气体的浓度。
本项目中采用的是ABBAO2000系列仪表，配以URAR26红外模块。
朗伯—比尔定律——其物理意义是当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时,其吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。
这就是红外线气体分析仪的测量依据。
红外线便携式分析仪器，是基于某些气体对红外线的选择性吸收原理而制成的，该原理的便携式分析仪器是目前在国内市场上是最为精确，数字显示、操作简单，低返修率的一款仪器。
已经受到国内外众多用户的普遍欢迎。
红外线分析仪的用途卫生防疫部门、环境检测站等部门，对宾馆、商店、影剧院、舞厅、医院、车厢、船舱等公共场合的各种气体浓度的测定。
也可用于实验室分析。
根据用户的不同需求，该原理仪器主要用于测量CO2、CO，CH4、SO2等气体浓度。
红外线分析仪的技术参数1.测量范围：CO2最低：0-50ppm,最高：0-100% CO 最低：0-50ppm,最高：0-100%（其他用户需求自定）2.零点漂移：≤±2%F.S/4h 量程漂移：≤±2%F.S/4h3.线性度：≤±2%F.S4.重复性：≤±1%5.预热时间：15min红外线气体分析仪一般由气路和电路两部分组成，它的气路和电路的联系部件也是核心部分是发送器，发送器是红外分析仪的“心脏”部分，它将被测组分浓度的变化转为某种电参数的变化，并通过相应的电路转换成电压或电流输出。
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红外气体分析仪的工作原理
红外气体分析仪是一种用于检测和测量气体成分的仪器。
它利用红外线吸收光谱技术，通过测量物质对红外辐射的吸收来检测气体成分。
下面将详细介绍红外气体分析仪的工作原理。
红外线吸收光谱技术是一种基于物质对特定波长范围内的红外辐射的吸收特性的分析方法。
红外线是介于可见光和微波之间的电磁辐射的一种。
不同的物质对不同波长的红外辐射有不同的吸收特性，且吸收特性是独特的，可以用于确定物质的成分和浓度。
红外气体分析仪主要由光源、红外光谱仪、样品室和检测器组成。
首先，红外光源产生红外辐射。
通常使用的红外光源有红外灯、红外激光等。
红外辐射通过一个宽带滤光器，只保留一定范围内的红外辐射进入红外光谱仪。
红外光谱仪是红外气体分析仪的核心部件，它用于分析样品对红外辐射的吸收情况。
红外光谱仪通常由一个光栅和一个检测器组成。
光栅用于分散红外辐射成不同波长的光，而检测器用于测量各个波长的光的强度。
样品室是用于容纳气体样品的空间，通常使用的有气动比例阀。
气体样品进入样品室后，会与红外辐射发生相互作用，其中部分会被吸收，发生吸收峰。
检测器接收到红外光谱仪输出的光信号后，会将其转换成电信号，并送入放大器
进行放大。
然后，放大后的信号会传输到数据处理系统，经过处理并与预设的吸收光谱进行比较，最终得出气体成分和浓度的结果。
红外气体分析仪的工作原理基于不同气体对红外辐射有不同的吸收特性。
气体的吸收特性可以通过分析其分子结构和振动模式得到。
在红外光谱中，气体分子的振动力学会导致吸收峰的出现，每种气体都有特定的吸收峰。
因此，通过测量物质对特定波长的红外辐射的吸收情况，可以确定气体的成分和浓度。
红外气体分析仪的优点是快速、准确且无需预处理气体样品。
它可以实时监测气体成分，并广泛应用于工业过程控制、环境监测、安全检测和医学诊断等领域。
总结起来，红外气体分析仪通过测量物质对特定波长范围内的红外辐射的吸收来检测气体成分和浓度。
其工作原理基于气体分子的振动和能级跃迁，通过分析吸收峰的位置和强度可以确定气体的成分和浓度。
红外气体分析仪具有快速、准确且无需预处理样品的优点，被广泛应用于各个领域。