紅外氣體分析儀是一種通過測量氣體吸收紅外輻射的強度來分析氣體成分的儀器。廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)生產(chǎn)、科研領(lǐng)域等多個領(lǐng)域。核心原理基于氣體對特定波長紅外輻射的吸收特性。根據(jù)物質(zhì)吸收紅外輻射的不同特性，可以利用這一原理來定量分析氣體的濃度。具體來說，氣體分子在吸收紅外輻射時，會發(fā)生振動或轉(zhuǎn)動能級的躍遷，而這種躍遷對應的能量可以通過波長來表示。
紅外氣體分析儀的工作過程：
1.紅外光源發(fā)射紅外輻射：紅外光源（如黑體輻射源）產(chǎn)生一定波長范圍的紅外輻射，通常是近紅外、中紅外或遠紅外區(qū)域。
2.氣體樣本吸收輻射：氣體樣本通過測量管路，經(jīng)過紅外光束的路徑。在通過的過程中，氣體分子會吸收特定波長的紅外輻射。
3.光譜分析：經(jīng)過氣體樣本后，剩余的紅外輻射通過探測器（如光電二極管、熱電偶等）進行接收，分析光束強度的變化。儀器將吸收的輻射量與氣體濃度之間建立數(shù)學模型，進而計算氣體濃度。
4.數(shù)據(jù)處理與輸出：儀器通過內(nèi)部的電子處理單元，計算出氣體的濃度，并將數(shù)據(jù)以數(shù)字或圖形的形式顯示在儀器的屏幕上，便于用戶讀取。
應用領(lǐng)域：
1.環(huán)境監(jiān)測：在空氣質(zhì)量監(jiān)測中，可用于監(jiān)測大氣中的二氧化碳（CO?）、甲烷（CH?）、氮氧化物（NO?）等溫室氣體的濃度。此外，在工業(yè)污染監(jiān)測中，它也能夠有效地檢測有害氣體（如一氧化碳、氨氣等）。
2.工業(yè)生產(chǎn)：在化工、石油、天然氣、鋼鐵、電力等工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應用。例如，在煉油廠、天然氣開采等場所，可以通過紅外分析儀檢測氣體泄漏或排放，確保生產(chǎn)安全和環(huán)境保護。
3.科研實驗：在氣體分析、物質(zhì)傳輸、化學反應等領(lǐng)域的研究中，提供了精確的氣體濃度數(shù)據(jù)。它被廣泛用于實驗室中對氣體的定性和定量分析，特別是在氣體動力學、空氣污染等領(lǐng)域的研究中。
4.醫(yī)療健康：也被應用于呼吸氣體分析、睡眠監(jiān)測等領(lǐng)域。通過分析呼出氣體中的氧氣和二氧化碳含量，醫(yī)生可以評估病人的呼吸情況，尤其在重癥監(jiān)護、麻醉監(jiān)測等場景中有著重要應用。
紅外氣體分析儀的優(yōu)勢：
1.高靈敏度與精度：具有較高的靈敏度和精度，能夠檢測非常低濃度的氣體，適合進行環(huán)境監(jiān)測和工業(yè)排放檢測。
2.選擇性強：不同氣體對紅外輻射的吸收波長各不相同，因此具有較強的選擇性，能夠區(qū)分復雜氣體混合物中的不同成分。
3.實時監(jiān)測：通常能夠進行實時監(jiān)測，并提供快速、準確的氣體濃度數(shù)據(jù)。這對于工業(yè)生產(chǎn)中的氣體控制、環(huán)境監(jiān)測等工作至關(guān)重要。
4.非接觸式測量：由于是基于紅外輻射的吸收原理，可實現(xiàn)非接觸式測量，避免了傳統(tǒng)采樣分析方法中可能出現(xiàn)的誤差和污染。
