红外线气体分析仪介绍及原理

红外气体分析仪利用红外光进行气体分析。它是根据被分析成分的浓度不同，吸收的辐射能不同。剩余的辐射能量使探测器内的温升不同，活动板膜两侧的压力不同，从而产生电容探测器的电信号。这样，红外气体分析仪就可以间接测量待分析成分的浓度。

1. 比尔定律

红外气体分析仪是根据比尔定律制造的。假设被测气体是一个无限薄的平面。强度为k的红外线垂直穿透，能量衰减量为：I=I0e-KCL（比尔定律）

其中：I-介质吸收的辐射强度；

I0--红外线穿过介质前的辐射强度；

K--待分析成分在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（测量气层厚度）

对于制造的红外气体分析仪，测量组分已经确定，即待分析组分对辐射波段的吸收系数k是确定的；红外光源已经确定，即红外光源在通过介质之前的辐射强度I0是恒定的；气室长度L是恒定的。从比尔定律可以看出，通过测量辐射能的衰减I，就可以确定待分析组分的浓度C。

2. 分析检测原理

红外气体分析仪从两个独立的光源产生两条红外线。射线束分别通过调制器成为5Hz射线。根据实际需要，射线可以通过过滤器，以减少背景气体中其他吸收红外线的气体成分的干扰。

红外线通过两个气室，一个是充满连续流动的被测气体的测量室，另一个是充满非吸收性背景气体的参比室。在工作时，当测量室中待测气体的浓度发生变化时，吸收的红外光量也相应发生变化，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异通过检测器，使检测器产生压力差，成为电容检测器的电信号。信号经信号调理电路放大处理后送至显示器和主控CRT进行显示。输出信号的大小与目标组分的浓度成正比。

我们使用的检测器是薄膜麦克风。接收室充满样气中的成分。两个接收室由薄金属膜隔开。当两个测量压力不同时，隔膜会变形和移位。固定圆放置在隔膜的一侧。圆盘电极。可动隔膜和固定电极形成电容逆变器的两个极。整个结构保持紧密密封。两个接收气室中的气体被转子膜隔开，但在结构上放置了一个百分之几毫米大小的小孔，使两侧的气体静平衡。辐射束通过参比室和测量室后，进入探测器的接收室。被接收室内的气体吸收，气体温度升高，气体分子的热运动加强，热膨胀形成的压力增大。当零气（N2）进入测量室时，两个气室的光能平衡，两侧压力相等，运动薄膜保持在平衡位置，探测器输出为零。当样气进入测量室时，进入测量侧接收室的光能低于参比侧，使测量侧压力降低，膜发生位移，因此两板之间的距离发生了变化，电能也发生了变化。容量 C。

红外气体分析仪可用于分析各种多原子气体，如：C2H2、C2H4、C2H5OH、C3H6、C2H6、C3H8、NH3、CO2、CO、CH4、SO2等。分析由相同原子组成的多原子气体和惰性气体，如 N2、Cl2、H2、O2、He、Ne、Ar 等。