红外线分析器的组成及测量气体
GXH-3010E型使用说明书
GXH -- 3010E型便携式红外线分析器安装使用说明书01080254号北京市华云分析仪器研究所有限公司目录一、概述 (1)二、主要技术数据 (1)三、仪器结构与工作原理 (2)四、仪器的使用与调校 (4)五、仪器的故障及其排除 (6)六、仪器运输与保管 (7)七、仪器的成套性： (7)八、制造厂的保证 (7)感谢各位用户使用本仪器，为了能正确使用仪器，在使用前请仔细阅读使用说明书。
一、概述GXH — 3010E 型便携式红外线分析器，是为环境监测、环境保护、农业与林业科研、人防系统、卫生监督及疾控中心研制的小型测量仪器。
仪器能快速、准确地对室内环境中的二氧化碳浓度进行检测。
因为仪器能用内置锂电池供电，所以还能实现对室外环境及野外作业场所的CO2进行检测。
仪器为线性化输出，直读浓度、液晶显示、保证三位有效数字。
本仪器是原GXH — 3010D 型便携式CO2分析器的改进型，除保留原机型特点外，仪器的整体结构和操作功能作了重大改进。
仪器可使用交流与直流两种供电方式，并设有充电线路及充电保护，使用非常灵活方便。
仪器的光学部件结构先进、合理，可以可靠的长期运行。
仪器的关键器件采用进口或国产军品。
因此，整个仪器具有体积小、耗电省，可靠性高的特点。
本仪器的使用环境温度在 0℃~35℃，相对湿度不大于 85% RH 。
周围环境没有腐蚀性气体及强烈的机械震动和电磁干扰。
二、主要技术数据1．基本参数a) 测量范围：0—0. 500% CO2b) 电源电压：220V±22V AC （使用外接电源时）c) 消耗功率：≤6Wd) 仪器重量：≤2.7kge) 外型尺寸（mm）：210×172×85（长×宽×高）2．仪器技术指标：a) 线性误差：±2% F·Sb) 重复性：≤1%F·Sc) 稳定性：零点漂移：≤±2% F·S/h量程漂移：≤±2% F·S/3hd) 响应时间：T0~T90≤10se) 预热时间：≤5min （在实验室使用时要预热30分钟）3. 仪器额定工作条件（室内）a) 环境温度：0℃~35℃b) 相对湿度：＜85% RHc) 大气压力：70～106kPad）电源电压：220V±22V AC （外接电源供电时）电源频率：50Hz±1Hz；e) 工作位置：水平位置；4. 测量气体进入仪器的被分析气体应符合下列条件：a)含水量：相对湿度＜85％；b)含尘量：＜0.1g/m2;c)腐蚀性气体：（SO2、H2S、NH3……）＜0.005％；d)温度：0℃～35℃；e)流量：0.5 L/min～2.0L/min；三、仪器结构与工作原理1、仪器结构仪器的系统方框图如图二所示：图二仪器系统的方框图1 显示器2 检查/测量转换开关3 进气口4 切换阀 5电源开关6泵开关 7 终点电位器 8 零点电位器图三仪器示意图当仪器工作时，直流电机带动调制盘上的两种滤光片旋转，将红外线光源发出的能量调制成两种不同时间顺序的能量，一种是3.9μm的参比能量，一种是4.26μm的分析能量。
红外线分析仪工作原理
红外线分析仪工作原理
红外线分析仪是一种用于检测和分析物体红外辐射的仪器。
其工作原理基于物体在热平衡状态下产生的红外辐射，通过红外线分析仪的系统，可以将这些辐射转化为电信号，并进一步分析和处理。
红外线分析仪主要由以下几个部件组成：光源、样品室、光学系统、探测器、信号处理器等。
首先，红外线分析仪的光源会产生一束宽带的红外光，通常是由红外灯或者者红外激光器提供。
然后，这束光会被导入到样品室中。
在样品室中，待测物体会受到红外光的照射，并且产生相应的红外辐射。
这些辐射的强度和频率特征与物体的性质和温度相关。
接下来，红外辐射通过光学系统进行采集和分析。
光学系统通常包括反射镜、滤光片、透镜等，它们的作用是将红外辐射收集并聚焦到探测器上，同时通过滤光片去除其他波长的光干扰。
探测器是红外线分析仪的核心部件，它可以转换红外辐射为电信号。
常用的红外线探测器有热电偶、热电阻、半导体器件等。
当红外辐射经过探测器时，其温度会产生微小的变化，探测器会将这种变化转化为电压信号。
最后，电信号经过信号处理器进行放大、滤波和数据转换。
信
号处理器可以将红外辐射转化为数字信号，并进行进一步的数据处理和分析。
这样，我们就可以得到物体的红外辐射谱图，并从中获得有关物体的信息，如组成成分、温度等。
综上所述，红外线分析仪的工作原理是通过采集和分析物体产生的红外辐射来获取相关信息。
这种仪器在许多领域中得到广泛应用，如化学分析、材料研究、医学诊断等。
红外线气体分析仪篇PPT(完整版)
主要测量CO、CO2、NO、SO2、CH4、CmHn等气体。 红外线是靠近可见的红外光而波长较红色光大的一段光谱，肉眼看不见，属于不可见光范围。
分辨率：≤0.5% 量程 二、红外分析仪基本原理
二、红外分析仪基本原理
T90：与测量室长度和样气管线流量和电子响 应时间有关。
波段，所以不能用红外气体分析仪来测量。
红外线是靠近可见的红外光而波长较红色光大的一段光谱，肉眼看不见，属于不可见光范围。
重复性：≤0.5% 量程 红外线是靠近可见的红外光而波长较红色光大的一段光谱，肉眼看不见，属于不可见光范围。
二、红外分析仪基本原理
气体吸收了红外线光谱的辐射能后，一部分可转变成热能，使温度升高。
6.2
气体
CH4 C2H2 C2H4
吸收波长 λ/μm
3.3 , 7.7
3.7
10.5
二、红外分析仪基本原理
同一原子组成的双原子气体，如N2、 O2、Cl2、H2等，以及各种惰性气体，如Ne、Ar 等，由于在1～25µm的波长范围内没有特征吸 收波段，所以不能用红外气体分析仪来测量。
三、典型分析仪（ABB Uras 26）
红外线气体分析仪篇
一、红外线的基本知识
红外线是靠近可见的红外光而波长较红色光 大的一段光谱，肉眼看不见，属于不可见光范围。
波长为～420µm 之间。
二、红外分析仪基本原理
各种多原子气体（CO,CO2,CH4等）对红外线这一 段电磁波的辐射都能具有一定的吸收能力，而且这种 吸收能力对波长具有选择性，只有当红外光谱中某一 段光谱的频率与物质分子本身的频率一致时，该物质 分子才吸收这一段红外光谱的辐射能。我们把能吸收 的这一段红外线光谱称为该气体的特征吸收波段。气 体吸收了红外线光谱的辐射能后，一部分可转变成热 能，使温度升高。红外线光谱的辐射又特别显著，这 就能让我们利用各种元件，如热电堆、热敏电阻等去 测量红外线辐射能的大小。
GXH-3010 3011AE 便携式红外线气体分析器 使用说明书
GXH—3010/3011AE型便携式红外线气体分析器使用说明书目录一、概述 (1)二、工作原理 (1)三、主要技术数据 (3)四、成套性 (4)五、仪器结构 (4)六、仪器的启动与操作 (5)七、维护方法 (7)八、故障及排除 (7)九、关于打印机及数据处理(选用） (8)十、运输与保管 (8)十一、制造厂的保证 (8)十二、技术支持 (8)感谢各位用户使用本仪器，为了能正确使用仪器，在使用前请仔细阅读本使用说明书。
一、概述GXH—3010/3011AE型便携式红外线气体分析器，是基于NDIR （Non-Dispersive Infra-Red）原理，即不分光红外线（也有文献翻译为非色散红外线）原理而设计制作的红外线气体分析器，其工作原理是被测气体对红外线的选择性吸收，是为环境监测、环境保护、人防系统、卫生监督及疾控中心研制的小型测量仪器。
该仪器能快速、准确地对环境中一氧化碳、二氧化碳浓度进行检测。
仪器的CO部分技术指标与GXH—3010A型便携式红外线气体分析器相同，CO2部分技术指标与GXH—3011E型便携式红外线气体分析器相同，并且可以选购小瓶标气进行标定。
仪器带有数字接口，可以根据需要选购专用微型打印机或专用数据处理软件（注：软件能在计算机上显示双路曲线，最大、最小、当前、平均值等并能保存、计算和打印）。
将几种相关参数的的仪器合在一起是当前分析仪器发展的一种趋势。
特别是在疾病控制领域，由于公共场所CO与CO2浓度是呈相关性的，所以同时测量出两种气体的浓度并直观看出其相互关系至关重要。
虽然德国、日本、美国等厂家也有便携式多参数分析仪器，但CO部分均为电化学传感器，寿命短选择性差，有些仪器CO2部分是用热导式，不符合疾病控制部门的要求。
而我公司生产的GXH—3010/3011AE型便携式红外气体分析器CO与CO2部分全部是红外传感器，而且CO能达到0.1×10-6的分辨率，这在世界上是独一无二的。
红外气体传感器内部结构
红外气体传感器内部结构红外气体传感器是一种通过测量物质吸收或发射红外辐射来检测目标气体浓度的传感器。
其基本工作原理是利用目标气体的特定红外吸收特性来测量其浓度。
下面将介绍红外气体传感器的内部结构。
红外气体传感器通常由以下几个主要组件组成：1.光源：红外气体传感器内部包含一个红外光源，通常使用红外LED作为光源。
这种光源发出的光具有特定的波长范围，能够被目标气体吸收或发射。
光源的选择取决于所要检测的目标气体的红外吸收特性。
2.气体室：红外气体传感器内部还包含一个气体室，用于接收待测气体。
气体室通常由不透明的材料制成，以避免外部光线进入。
在气体室中，目标气体与红外光源之间会发生相互作用，气体会吸收或发射特定的红外辐射。
3.滤光器：红外气体传感器内部还设置有滤光器，用于选择性地过滤特定波长的红外辐射。
滤光器的作用是屏蔽其他波长的光线，只允许目标气体吸收或发射的特定红外辐射通过。
这样可以提高传感器的选择性和灵敏度。
4.探测器：红外气体传感器的核心部件是探测器，探测器能够对通过滤光器过滤的红外辐射进行测量。
常用的探测器包括红外线热电偶（IR thermometer）和红外线光电二极管（IR photodiode）。
这些探测器能够将红外辐射转化为电信号，并通过电路进行放大和处理。
5.控制电路：红外气体传感器内部还包含一组控制电路，用于控制光源的发光时间和频率，以及对探测器输出信号进行放大和处理。
控制电路通常由微处理器或电路芯片组成，具有高速和高精度的信号处理能力。
6.电源：红外气体传感器需要外部电源供电，通常使用直流电源。
电源的选择取决于传感器的工作电压要求。
红外气体传感器的工作原理如下：1.红外光源发出特定波长的红外光。
2.通过气体室中的待测气体时，目标气体吸收或发射特定波长的红外辐射。
3.经过滤光器的选择性过滤后，只有目标气体吸收或发射的红外辐射能够通过。
4.探测器将通过滤光器过滤的红外辐射转化为电信号，并通过控制电路进行放大和处理。
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。
红外气体分析测试技术
红外光谱技术
检测烟气的方法主要有化学法、电化学法、气相 色谱法等，这些方法普遍存在着价格贵、普适性差 等问题，且测量精度还较低。经典的烟气成分分析 方法都有一定的局限性。用红外吸收法测定烟气中 成分浓度的方法就弥补了这些缺点，红外吸收法测 定气体浓度具有测量范围宽、灵敏度高、准确性高 、响应时间快、选择性好、抗干扰能力强等特点。
简单的双原子分子只有一种键，那就是伸缩。更复杂 的分子可能会有许多键，并且振动可能会共轭出现，导致 某种特征频率的红外吸收可以和化学组联系起来
红外光谱又称分子振动转动光谱。当样品收到频率 连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射， 产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应 于这些吸收区域的透射光或反射光强度减弱。记录红外光 的百分透射或反射比与波数或波长关系的曲线，就得到红 外光谱，红外光谱法不仅能够进行定性和定量分析，并且 从分子的特征吸收可以鉴定化合物和分子结构
靠,适用的气体种类较多,是一种基本的分析仪表。但
直接测量气体的导热系数比较困难，所以实际上常把
气体导热系数的变化转换为电阻的变化，再用电桥来
测定。
JRD-1010型热导式氢分析器
烟气分析测试技术
优点：热导式分析仪器是一种结构简单、性能稳定、价廉 、技术上较为成熟。适用的气体种类较多，是一种基本的分 析仪表
烟气分析测试技术
• 由于被分析气体的千差万别和分析原理的多 种多样，气体分析仪的种类繁多。常用的有：
1.热导式气体分析仪
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红外线分析器的组成及测量气体
红外线分析仪是一种利用红外线辐射特性来分析物体性质的分析仪器。
它的工作原理基于不同物质的分子结构和化学键有特定的红外线吸收和发射特性。
使用红外线分析仪，我们可以通过检测不同物质对红外辐射的吸收特征来确定它们的数量和浓度。
本文将详细介绍红外线分析仪的组成以及受其影响的气体。
组成
红外线分析仪主要由红外辐射源、样品室、检测器及处理系统组成。
下面将详细介绍各个组成部分。
红外辐射源
红外辐射源是红外线分析仪的核心部分，通常由电热线或电阻丝制成。
当电流通过电热线或电阻丝时，会发生热传导，从而产生红外辐射。
红外线分析仪使用的红外辐射源主要有两种：一种是黑体辐射源，可以产生连续谱的红外辐射；另一种是滤波器辐射源，可以产生带通的红外辐射。
样品室
样品室是红外线分析仪中用来放置样品的位置。
常见的样品室可以用气密容器或透明的样品管实现。
当涉及到液体或固体样品分析时，样品室还可能会包含一个加热电路，以保持样品的稳定温度。
检测器
检测器是红外线分析仪的另一个重要部分，常用的几种类型包括热电偶、光敏二极管和焦平面阵列探测器。
热电偶检测器利用热的效应来测量红外线辐射。
当红外线照射在热电偶探测器上时，它会产生热电流，检测器会将这个信号转换为电信号进行分析。
光敏二极管检测器是一种利用半导体材料灵敏地吸收红外辐射的器件。
焦平面阵列探测器是一种较新的检测器，通常由数千个微小的探测器组成。
这个特殊的设计允许它在完成扫描时测量特定波段内的红外辐射。
处理系统
处理系统可以将检测器所获得的信号转换为数字信号，以供后续分析。
通常使用嵌入式系统、工控机及计算机实现数据处理。
测量气体
红外线分析仪一般适用于测量气态物质，主要涉及有机化合物、烷烃类气体、化学气体等。
下面将详细介绍三种常见的气体类型及其测量实例。
有机化合物
有机化合物是指一类由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的化合物。
它们通常是液体或固体，但也可以是气体或是挥发性液体。
许多有机化合物具有轻度或严重的毒性，因此需要及时检测化合物的浓度。
红外线分析仪可以利用有机化合物对特定波长的红外辐射的吸收特性进行测量。
例如，可以通过红外线分析仪分析空气中的甲醛。
甲醛是一种有害物质，能够引起过敏性反应。
红外线分析仪可以利用甲醛分子在4030cm-1谱线位置的吸收特性来测量甲醛的浓度。
烷烃类气体
烷烃类气体是指一类主要由氢和碳元素组成的低分子量烃化合物。
它们通常是无色或淡黄色的气体，常常用于发动机燃料或是制造化学制品。
由于烷烃类气体的易燃性和易爆性，因此需要精确测量其浓度。
例如，可以利用红外线分析仪测量空气中的丙烷浓度。
丙烷是一种常见的烷烃气体，可以用于加热和动力设备。
红外线分析仪利用丙烷分子在2980cm-1谱线位置的吸收特性来测量丙烷浓度。
化学气体
化学气体是指一类由化学反应或物理变化所产生的气体。
许多化学气体是危险的，甚至属于有毒或爆炸性物质。
因此，在工业生产中，需要精确测量其浓度以保护工作人员的安全。
例如，可以利用红外线分析仪测量空气中的硫化氢浓度。
硫化氢是一种具有刺激性气味且有毒的气体，通常存在于废水、污泥和排泄物中。
红外线分析仪可以利用硫化氢分子在2560cm-1谱线位置的吸收特性来测量硫化氢浓度。
结论
红外线分析仪是一种重要的气体分析仪器，已被广泛应用于化学、环境和医疗领域。
本文介绍了红外线分析仪的组成，并以三种常见的气体类型为例详细介绍了它们的测量方法。
我们可以看到，红外线分析仪可以快速、准确地测量不同气体的浓度，对于保护环境和人类健康有着至关重要的作用。