红外气体分析仪如何进行测量

根据红外辐射在气体中的吸收带不同，可以对气体成分进行分析。例如,二氧化碳对红外光的透射光谱如图13-7所示。二氧化碳对波长λ为2.7μm、4.33μm和14.5μm红外光能强烈吸收,而且吸收谱线相当的宽,即存在吸收带。根据实验分析，只有4.33μm吸收带不受大气中其他成分影响,因此可以利用这个吸收带来判别大气中的CO₂成分。

图13-8所示的是红外气体分析仪示意图。它由气体(含CO₂)的样品室、参比室(无CO₂).电机式调制反射镜系统、滤光片、红外检测器和选频放大器等组成。

测量时,使待测气体连续流过样品室,参比室里充满没有CO₂的大气或含有一定量CO₂的大气。红外光源发射的红外光分成两束光经反射镜反射到样品室和参比室,再经反射镜系统,将红外光经中心波长为4.33μm的红外光滤色片投射到红外敏感元件上,敏感元件交替地接收通过样品室和参比室的辐射。

若样品室和参比室均无CO₂气体,只要两束辐射完全相等,那么敏感元件所接收到的是一个恒定不变的辐射。因此,敏感元件只有直流响应,交流选频放大器输出为零。

若进入样品室的气体中含有CO₂气体,对4.33μm的辐射就有吸收,那么两束辐射的光通量不等,则敏感元件所接收到的就是交变辐射,这时选频放大器输出不为0。经过标定后,就可以从输出信号的大小来推测CO₂的含量。