红外气体检测分析原理
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。
气体分析仪的几种种类
气体分析仪的几种种类气体分析仪是一种用来检测和分析空气中气体成分的仪器。
它们广泛用于环境监测、医疗诊断、石油化工、矿业、农业、食品加工等领域。
本文将介绍几种常见的气体分析仪,其原理、优点和适用范围。
1. 红外气体分析仪红外气体分析仪以红外线吸收原理为基础,利用目标气体一定波长的辐射能量与特定荧光体吸收后的光强度的比值来测量气体浓度。
它可以快速测量多种气体,如CO、CO2、SO2等,具有响应快、灵敏度高、精度高、可靠性强等优点。
适用于环境监测、工业生产、机械制造等领域。
2. 质谱气体分析仪质谱气体分析仪是通过电离技术将气体分子转化为带电离子,并用质谱仪测量其质量-电荷比进行分析。
它具有高分辨率、高精度、高灵敏度等特点,能够检测到较低浓度的气体成分,并且可以分析多种气体成分,适用于环境监测、生命科学、飞行器空间环境监测、医学诊断等领域。
3. 气相色谱气体分析仪气相色谱气体分析仪是通过目标气体分子在涂覆在毛细管表面的固定相中进行分离和识别的方法进行分析。
该方法分离效果好、分析速度快、适用于低浓度气体的分析和多种混合气体成分的定量分析。
该仪器在环保监测、食品安全、医药等领域有广泛应用。
4. 电化学气体分析仪电化学气体分析仪是通过气体成分在电极表面发生氧化或还原反应,测量电流或电势变化,来实现气体分析的方法。
它具有响应速度快、灵敏度高、准确性高、稳定性好等优点。
适用于检测氧气、二氧化碳等气体在燃料电池、空气分析等领域。
以上是几种常见的气体分析仪,它们各有优劣和适用范围。
在选择气体分析仪的时候,应根据实际需求选择合适的仪器。
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(ndir)气体检测原理
红外(ndir)气体检测原理引言:红外气体检测是一种常见的气体检测技术,它利用气体分子与红外辐射发生相互作用的原理,通过测量红外辐射的吸收程度来确定气体浓度。
本文将介绍红外(ndir)气体检测的原理及其应用。
一、红外辐射与气体分子的相互作用:红外辐射是一种电磁波,其波长范围在0.75微米到1000微米之间。
气体分子会对特定波长的红外辐射进行吸收,吸收的程度与气体浓度成正比关系。
这是因为气体分子具有特定的振动和转动模式,当红外辐射的频率与气体分子的振动或转动频率相匹配时,气体分子就会吸收辐射能量。
二、红外(ndir)气体检测器的工作原理:红外(ndir)气体检测器由光源、气体室、滤光片、探测器和信号处理器等组成。
其工作原理如下:1. 光源:红外(ndir)气体检测器中常用的光源有红外灯泡和红外二极管。
光源会发出特定波长的红外辐射。
2. 气体室:气体待测样品通过气体室,与红外辐射进行相互作用。
3. 滤光片:滤光片的作用是选择性地透过特定波长的红外辐射,以减少其他波长的干扰。
4. 探测器:探测器是红外(ndir)气体检测器中最关键的部件,它能够测量红外辐射的强度。
当气体分子吸收红外辐射时,探测器会接收到辐射强度的变化。
5. 信号处理器:信号处理器会将探测器接收到的信号进行放大、滤波和数字化处理,最终得到气体浓度的输出结果。
三、红外(ndir)气体检测的优势和应用:红外(ndir)气体检测具有以下优势:1. 高灵敏度:红外辐射与气体分子的相互作用非常强烈,使得红外(ndir)气体检测具有很高的灵敏度。
2. 高选择性:由于不同气体分子对红外辐射的吸收特性不同,红外(ndir)气体检测可以实现对特定气体的高度选择性。
3. 高稳定性:红外(ndir)气体检测器的工作原理稳定可靠,能够长时间稳定地工作。
4. 无需标定:红外(ndir)气体检测器不需要频繁的标定,减少了维护和使用成本。
红外(ndir)气体检测广泛应用于以下领域:1. 工业领域:红外(ndir)气体检测可用于检测工业过程中产生的有害气体,如二氧化碳、一氧化碳等。
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。
红外气体检测原理
红外气体检测原理
红外气体检测原理是利用红外光谱技术对气体进行检测和分析。
红外光谱是指在红外波段的电磁辐射,其波长范围通常是0.75微米至1000微米。
不同的气体对红外辐射的吸收带有特定的
特征性,可以通过检测红外辐射的吸收程度来识别气体的种类和浓度。
红外气体检测器通常由光源、样品室、检测器和信号处理系统等组成。
光源会产生一束包含多个波长的红外辐射,经过样品室与待测气体接触后,部分红外辐射会被气体吸收。
检测器在样品室的另一侧,能够测量通过样品室的红外辐射的强度。
根据红外辐射的吸收程度,可以推断出气体的存在和浓度。
在红外气体检测中,常用的检测技术有红外吸收光谱法和红外散射光谱法。
红外吸收光谱法通过测量气体对红外辐射的吸收程度来判断气体的种类和浓度。
不同气体对不同波长的红外辐射具有不同的吸收特性,因此可以通过检测吸收峰的位置和强度来识别气体。
红外散射光谱法则是利用气体分子对红外辐射的散射而不是吸收进行检测。
当红外辐射通过气体时,部分光子会被分子散射而改变方向。
散射光的强度与气体浓度相关,通过测量散射光的强度变化可以推断气体的存在和浓度。
红外气体检测技术具有灵敏度高、快速响应、不受环境干扰等优点。
因此在环境监测、工业安全、火灾报警和气体分析等领域得到广泛应用。
几种气体传感器的检测原理
几种气体传感器的检测原理气体传感器是一种用于检测和测量气体浓度的装置。
根据检测原理的不同,可以将气体传感器分为多种类型。
下面将介绍几种常见的气体传感器及其检测原理。
1.电化学传感器:电化学传感器是一种将气体与电化学反应相结合进行检测的传感器。
其基本原理是通过被测气体与电极发生氧化还原反应,产生电流或电势变化,并由传感器进行测量和分析。
电化学传感器常用来检测一氧化碳、二氧化硫等有毒气体。
电化学传感器具有高精度、高灵敏度和良好的重复性等优势。
2.红外传感器:红外传感器是利用气体分子与红外辐射之间的相互作用进行检测的传感器。
其原理是利用被测气体吸收红外辐射的特性来测量气体浓度。
红外传感器可以用于检测多种气体,如二氧化碳、甲烷和乙烯等。
红外传感器具有快速响应、高灵敏度和稳定性好的特点。
3.半导体传感器:半导体传感器是利用被测气体对半导体材料电阻率的改变进行检测的传感器。
其原理是当被测气体与半导体传感器表面发生化学反应时,会导致传感器材料的电阻发生变化。
半导体传感器常用于检测可燃气体,如甲烷、丙烷等。
半导体传感器具有响应速度快、价格低廉等优势。
4.压电传感器:压电传感器是利用压电效应检测被测气体的传感器。
其原理是被测气体与压电材料接触后,改变了压电材料的尺寸和形状,从而产生电荷或电流。
压电传感器常用于检测氨气、二氧化硫等气体。
压电传感器具有高精度、高灵敏度和抗干扰能力强的特点。
5.离子传感器:离子传感器是一种通过测量被测气体中离子浓度来检测气体的传感器。
其原理是被测气体与离子选择性电极或离子选择性膜作用,将离子吸附到电极或膜表面,从而改变电位差或电流。
离子传感器常用于检测酸雾、汞等气体。
离子传感器具有高精度、高灵敏度和耐腐蚀等优势。
总之,气体传感器根据检测原理的不同可以分为电化学传感器、红外传感器、半导体传感器、压电传感器和离子传感器等多种类型。
每种传感器都具有其独特的优势和适用范围,可以满足不同环境下的气体检测需求。
ndir原理
ndir原理ndir是一种用于检测环境中的气体浓度的传感器。
它是一种非分散式红外气体传感器,具有高精度和高灵敏度的特点。
ndir传感器的工作原理是通过测量被测气体吸收或发射的红外辐射来确定气体浓度。
ndir传感器主要由光源、样品室、滤光片、红外探测器和信号处理电路等组成。
在工作过程中,光源会发出一束红外光通过样品室,样品室内的气体会吸收或发射特定波长的红外光,然后经过滤光片的作用,只有特定波长的红外光能够到达红外探测器。
红外探测器接收到红外光后会产生电信号,并经过信号处理电路进行放大和处理,最终输出气体浓度的电信号。
ndir传感器的工作原理基于兰伯-比尔定律,该定律指出气体浓度与吸收的光强成正比。
传感器中的滤光片会选择特定波长的红外光,使得只有被测气体能够吸收或发射的光能到达红外探测器,从而提高了测量的准确性。
红外探测器会将接收到的红外光转化为电信号,信号处理电路会对电信号进行放大和处理,最终得到与气体浓度相关的电信号输出。
ndir传感器具有很高的测量精度和稳定性。
它可以在各种环境条件下进行准确和可靠的气体浓度测量。
与其他气体传感器相比,ndir 传感器对温度、湿度和气压等环境因素的影响较小,能够提供更加可靠的测量结果。
此外,由于ndir传感器只测量特定波长的红外光,可以避免其他气体的干扰,提高了测量的准确性。
ndir传感器广泛应用于环境监测、工业安全、室内空气质量监测等领域。
在环境监测中,ndir传感器可以用于测量二氧化碳、一氧化碳等气体的浓度,帮助监测空气质量和污染程度。
在工业安全中,ndir传感器可以用于检测可燃气体的浓度,及时发现潜在的安全风险。
在室内空气质量监测中,ndir传感器可以用于测量室内二氧化碳浓度,提供合理的通风建议,改善室内空气质量。
ndir传感器通过测量被测气体吸收或发射的红外辐射来确定气体浓度,具有高精度和高灵敏度的特点。
它的工作原理基于兰伯-比尔定律,通过滤光片和红外探测器的配合,可以提供准确可靠的气体浓度测量结果。
气体检测仪原理
气体检测仪原理
一:气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表,主要是指便携式/手持式气体检测仪。
主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类,气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器。
气体检测仪中重要的部分是气体传感器,用于检测气体成份和浓度的传感器都称作气体传感器,不管它是用物理方法,还是用化学方法。
比如,检测气体流量的传感器不被看作气体传感器,但是热导式气体分析仪却属于重要的气体传感器,尽管它们有时使用大体一致的检测原理。
二:以常见的红外线气体检测仪为例,说明气体检测仪的原理:
测量这种吸收光谱可判别出气体的种类;测量吸收强度可确定被测气体的浓度。
红外线检测仪的使用范围宽,不仅可分析气体成分,也可分析溶液成分,且灵敏度较高,反应迅速,能在线连续指示,也可组成调节系统。
工业上常用的红外线气体检测仪的检测部分由两个并列的结构相同的光学系统组成。
一个是测量室,一个是参比室。
两室通过切光板以一定周期同时或交替开闭光路。
在测量室中导入被测气体后,具有被测气体特有波长的光被吸收,从而使透过测量室这一光路而进入红外线接收气室的光通量减少。
气体浓度越高,进入到红外线接收气室的光通量就越少;而透过参比室的光通量是一定的,进入到红外线接收气室的光通量也一定。
因此,被测气体浓度越高,透过测量室和参比室的光通量差值就越大。
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气体检测仪
1。
气体分析仪的原理是什么
气体分析仪的原理是什么气体分析仪是一种用于检测和分析气体成分的仪器,它在工业生产、环境监测、医疗诊断等领域有着广泛的应用。
那么,气体分析仪的原理是什么呢?下面我们将从传感器原理、检测方法和数据处理等方面来详细介绍。
首先,气体分析仪的传感器原理是关键。
传感器是气体分析仪的核心部件,其原理多种多样,常见的有化学传感器、红外传感器、电化学传感器等。
化学传感器通过气体与特定化学物质发生反应来产生信号,红外传感器则是利用气体分子的吸收特性进行检测,而电化学传感器则是通过氧化还原反应来实现气体成分的测定。
不同的传感器原理适用于不同的气体成分检测,选择合适的传感器原理对于气体分析仪的准确性和稳定性至关重要。
其次,气体分析仪的检测方法也是至关重要的。
常见的气体检测方法包括吸收法、色谱法、电化学法等。
吸收法是通过气体与特定吸收剂发生化学反应来测定气体成分,色谱法则是通过气体在色谱柱中的分离和检测来实现气体成分的分析,而电化学法则是利用气体在电极上的氧化还原反应来测定气体成分。
不同的检测方法适用于不同的气体成分,选择合适的检测方法可以提高气体分析仪的检测灵敏度和准确性。
最后,气体分析仪的数据处理也是不可忽视的部分。
传感器检测到的信号需要经过放大、滤波、数字化等处理才能得到准确的气体成分数据。
此外,还需要进行温度、湿度等环境参数的补偿,以确保数据的准确性和稳定性。
同时,数据处理部分还包括数据的存储、传输和显示,以便用户能够及时获取到检测结果。
综上所述,气体分析仪的原理涉及传感器原理、检测方法和数据处理等多个方面,只有这些方面都得到合理设计和配合,才能保证气体分析仪的准确性和稳定性。
在实际应用中,用户需要根据具体的检测需求选择合适的气体分析仪,并严格按照操作说明进行使用和维护,以保证其长期稳定可靠地工作。
第九节不分光红外分析法
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6计算 6.1 空气中一氧化碳或二氧化碳浓度由仪器 直接读取,通常不再进行计算。 6.2 时间加权平均容许浓度按GBZ 159规定计 算。
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7 说明 7.1 本法的检出限:一氧化碳为0.1 mg/m3,二氧化碳为 0.001%;测定范围:一氧化碳为0.1~50 mg/m3,二氧 化碳为0.001%~0.5%。若浓度超过测定范围,应选择较 大量程进行测定。 7.2 本法的精密度和准确度取决于量程校准气的不确定度和 仪器稳定性误差。 7.3 由于空气中的水分对测定有干扰,在测定样品时,应将 样品空气先通过变色硅胶管,除去水分。一氧化碳的特征 吸收峰为4.65μm,二氧化碳为4.3μm,甲烷为3.3μm,因 此,甲烷不干扰本法的测定。 7.4 应使用经指定的有关机构认定的不分光红外线分析仪。
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对于多种混合气体,为了分析特定组分,在 传感器或红外光源前安装一个适合分析气体 吸收波长的窄带滤光片,使传感器的信号变 化只反映被测气体浓度变化。
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2 特点
1)能测量多种气体 除了单原子的惰性气体和具有对称结构无极性的 双原子分子气体外,CO、CO2、NO、NO2、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。进行精细化处理后,还可以进行痕量分析; 3、灵敏度高 具有很高的检测灵敏度,气体浓度有微小变化 都能分辨出来;
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3 试剂 3.1 变色硅胶:于120℃干燥2h。 3.2 零点校准气 3.2.1 一氧化碳校准气:高纯氮(纯度99.99%)或经过霍 加拉特氧化剂和变色硅胶管净化的清洁空气。 3.2.2 二氧化碳校准气:高纯氮(纯度99.99%)或经过烧 碱石棉或碱石灰和变色硅胶净化的清洁空气。 3.3 量程校准气 3.3.3.1 一氧化碳校准气:CO/N2标准气(50 mg/m3), 储存于铝合金瓶内,不确定度<2%。 3.3.3.2 二氧化碳校准气:CO2/N2标准气(0.5%),贮存 于铝合金瓶内,不确定度<2%。临用前,用二氧化碳零 点校准气稀释成所需浓度的标准气体。
红外探测技术的原理和应用
红外探测技术的原理和应用随着科技发展的不断提升,越来越多的高科技技术被引入到我们的生活和工作中,也为人们的生活和工作带来了很多便利和福利。
其中,红外探测技术就是一种应用比较广泛的高科技技术。
本文将介绍红外探测技术的原理和应用。
一、红外探测技术的原理红外辐射是指波长在0.7μm到1000μm之间的电磁波辐射,它是物质热运动能量的一种表现形式。
由于物质的热运动产生的能量大小与其温度有关,所以物体的温度越高,产生的红外辐射就越强。
通过探测这种红外辐射,就可以获得物体的温度信息。
红外探测技术的原理就是利用某种特殊材料对红外辐射进行感应,将其转换成电信号,实现对物体的非接触式测温。
红外探测材料主要有热释电材料、半导体材料、超导材料等。
其中,热释电材料是应用最广泛的一种,它的原理是利用在外界温度变化时产生电荷变化的特点来实现对红外辐射的探测。
二、红外探测技术的应用1.测温应用红外探测技术广泛应用于工业生产、医疗检测等领域的温度测量中。
由于其无需接触被测物体,不会对被测物体产生热影响,因此在一些敏感温度测量领域,如食品加工、医疗等行业,红外探测技术的应用尤其重要。
2.安防监控在安防领域中,红外探测技术也得到了广泛应用。
通过设置红外光电对射系统,可以实现对门禁区域等重要场所进行安全监控,对于未经授权进入的人员及时发出报警,为保障人民财产安全提供了重要帮助。
3.无人驾驶红外探测技术还应用在无人驾驶领域中。
通过获取道路上车辆、行人、交通信号灯等的相关信息,对车辆进行精准的自动驾驶,实现应急避让、停车等功能。
4.辐射测量红外探测技术还可以用于测量不同来源的辐射强度。
例如,通过使用红外辐射测量仪,可以对工业实验室、医院放射物质散发的辐射能量进行测量,以保障实验人员和患者的健康安全。
5.气体检测红外探测技术还可以应用于气体检测中。
例如,烟气检测、油气管道检测、工厂气体泄漏监控等。
通过设置红外传感器,可以实现气体分子间相对位移的测量,从而实现对各种气体的精准检测。
气体检测仪原理
气体检测仪原理气体检测仪是一种用于检测空气中各种气体浓度的仪器,广泛应用于工业生产、环境监测、安全防护等领域。
它能够及时准确地监测到有害气体的浓度,为人们的生产和生活提供了重要的保障。
气体检测仪的原理主要是利用传感器对目标气体进行检测,然后将检测结果转换成电信号输出。
根据不同的检测原理和传感器类型,气体检测仪可以分为电化学传感器、红外吸收传感器、半导体传感器等多种类型。
电化学传感器是气体检测仪中应用最为广泛的一种传感器类型。
其工作原理是利用目标气体与电极表面发生氧化还原反应,产生一定的电流或电压信号,通过测量电流或电压的变化来确定目标气体的浓度。
电化学传感器具有灵敏度高、响应速度快、精度高等优点,但对环境湿度和温度变化较为敏感。
红外吸收传感器是另一种常用的气体检测仪传感器类型。
其工作原理是利用目标气体分子对特定波长的红外光吸收的特性,通过测量光线的吸收程度来确定目标气体的浓度。
红外吸收传感器具有不受湿度影响、抗干扰能力强等优点,但对气体种类有一定的选择性。
半导体传感器是一种基于半导体材料电阻随气体浓度变化而变化的传感器。
其工作原理是利用目标气体与半导体表面发生化学反应,导致半导体电阻发生变化,通过测量电阻的变化来确定目标气体的浓度。
半导体传感器具有成本低、体积小、响应速度快等优点,但灵敏度和选择性较差。
除了传感器类型,气体检测仪的原理还与信号处理、数据显示等相关技术密切相关。
传感器检测到的电信号经过放大、滤波、AD转换等处理后,最终通过数字显示屏或者输出到控制系统进行显示和处理。
同时,气体检测仪还需要考虑到温度补偿、湿度补偿等因素,以确保检测结果的准确性和稳定性。
综上所述,气体检测仪的原理涉及到多种传感器类型和相关技术,通过对目标气体的检测和信号处理,最终实现对气体浓度的准确监测。
在实际应用中,不同类型的气体检测仪根据具体的检测要求和环境条件进行选择,以确保检测结果的准确性和可靠性。
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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信号。
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。
红外线通过两个气室,一个是充以不断流过的被测气体的测量室,另一个是充以无吸收性质的背景气体的参比室。
工作时,当测量室内被测气体浓度变化时,吸收的红外线光量发生相应的变化,而基准光束(参比室光束)的光量不发生变化。
从二室出来的光量差通过检测器,使检测器产生压力差,并变成电容检测器的电信号。
此信号经信号调节电路放大处理后,送往显示器以及总控的CRT显示。
该输出信号的大小与被测组分浓度成比例。
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。
辐射光束通过参比室、测量室后,进入检测器的接收室。
被接收室里的气体吸收,气体温度升高,气体分子的热运动加强,产生的热膨胀形成的压力增大。
当测量室内通入零点气(N2)时,来自两气室的光能平衡,两边的压力相等,动片薄膜维持在平衡位置,检测器输出为零。
当测量室内通入样气时,测量边进入接收室的光能低于参比边的,使测量边的压力减小,于是薄膜发生位移,故改变了两极板问的距离,也改变了电容量C。
红外线气体分析仪可以用来分析各种多原子气体,如:C2H2、C2H4、C2H5OH、
C3H6、C2H6、C3H8、NH3、CO2、CO、CH4、SO2等。
不能用来分析同一种原子构成的多原子气体以及惰性气体,如:N2、Cl2、H2、O2以及He、Ne、Ar等。
气体分析仪
气体分析仪
测量气体成分的流程分析仪表。
在很多生产过程中,特别是在存在化学反应的生产过程中,仅仅根据温度、压力、流量等物理参数进行自动控制常常是不够的。
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。
常用的有热导式气体分析仪、电化学式气体分析仪和红外线吸收式分析仪等。
简介
气体分析仪器是测量气体成分的流程分析仪表。
在很多生产过程中,特别是在存在化学反应的生产过程中,仅仅根据温度、压力、流量等物理参数进行自动控制常常是不够的。
由于被分析气体的千差万别和分析原理的多种多样,气体分析仪器的种类繁多。
常用的有热导式气体分析仪器、电化学式气体分析仪器和红外线吸收式分析仪等。
气体传感器
主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类,气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器。
一般认为,气体传感器的定义是以检测目标为分类基础的,也就是说,凡是用于检测气体成份和浓度的传感器都称作气体传感器,不管它是用物理方法,还是用化学方法。
比如,检测气体流量的传感器不被看作气体传感器,但是热导式气体分析仪却属于重要的气体传感器,尽管它们有时使用大体一致的检测原理。
气体传感器
热导式气体分析仪
一种物理类的气体分析仪表。
它根据不同气体具有不同热传导能力的原理,通过测定混合气体导热系数来推算其中某些组分的含量。
这种分析仪表
简单可靠,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。
热导式气体分析仪的热敏元件主要有半导体敏感元件和金属电阻丝两类。
半导体敏感元件体积小、热惯性小,电阻温度系数大,所以
灵敏度高,时间滞后小。
在铂线圈上烧结珠形金属氧化物作为敏感元件,再
在内电阻、发热量均相等的同样铂线圈上绕结对气体无反应的材料作为补偿用元件。
这两种元件作为两臂构成电桥电路,即是测量回路。
半导体金属氧化物敏感元件吸附被测气体时,电导率和热导率即发生变化,元件的散热状态也随之变化。
元件温度变化使铂线圈的电阻变化,电桥遂有一不平衡电压输出,据此可检测气体的浓度。
热导式气体分析仪的应用范围很广,除通常用来分析氢气、氨气、二氧化碳、二氧化硫和低浓度可燃性气体含量外,还可作为色谱分析仪中的检测器用以分析其他成分。
电化学式气体分析仪
一种化学类的气体分析仪表。
它根据化学反应所引起的离子量的变化或电流变化来测量气体成分。
为了提高选择性,防止测量电极表面沾污和保持电解液性能,一般采用隔膜结构。
常用的电化学式分析仪有定电位电解式和伽伐尼电池式两种。
定电位电解式分析仪的工作原理是在电极上施加特定电位,被测气体在电极表面就产生电解作用,只要测量加在电极上的电位,即可确定被测气体特有的电解电位,从而使仪表具有选择识别被测气体的能力。
伽伐尼电池式分析仪是将透过隔膜而扩散到电解液中的被测气体电解,测量所形成的电解电流,就能确定被测气体的浓度。
通过选择不同的电极材料和电解液来改变电极表面的内部电压从而实现对具有不同电解电位的气体的
选择性。
红外线吸收式分析仪
根据不同组分气体对不同波长的红外线具有选择性吸收的特性而工作
的分析仪表。
测量这种吸收光谱可判别出气体的种类;测量吸收强度可确定被测气体的浓度。
红外线分析仪的使用范围宽,不仅可分析气体成分,也可分析溶液成分,且灵敏度较高,反应迅速,能在线连续指示,也可组成调节系统。
工业上常用的红外线气体分析仪的检测部分由两个并列的结构相同的光学系统组成。
一个是测量室,一个是参比室。
两室通过切光板以一定周期同时或交替开闭光路。
在测量室中导入被测气体后,具有被测气体特有波长的光被吸收,从而使透过测量室这一光路而进入红外线接收气室的光通量减少。
气体浓度越高,进入到红外线接收气室的光通量就越少;而透过参比室的光通量是一定的,进入到红外线接收气室的光通量也一定。
因此,被测气体浓度越高,透过测量室和参比室的光通量差值就越大。
这个光通量差值是以一定周期振动的振幅投射到红外线接收气室的。
接收气室用几微米厚的金属薄膜分隔为两半部,室内封有浓度较大的被测组分气体,在吸收波长范围内能将射入的红外线全部吸收,从而使脉动的光通量变为温度的周期变化,再可根据气态方程使温度的变化转换为压力的变化,然后用电容式传感器来检测,经过放大处理后指示出被测气体浓度。
除用电容式传感器外,也可用直接检测红外线的量子式红外线传感器,并采用红外干涉滤光片进行波长选择和配以可调
激光器作光源,形成一种崭新的全固体式红外气体分析仪。
这种分析仪只用一个光源、一个测量室、一个红外线传感器就能完成气体浓度的测量。
此外,若采用装有多个不同波长的滤光盘,则能同时分别测定多组分气体中的各种气体的浓度。
与红外线分析仪原理相似的还有紫外线分析仪、光电比色分析仪等,在工业上也用得较多。
非分散红外分析
非分散红外分析同时采用窄带滤光片和气体过滤相关法两种非色散光
谱分析技术结合,适合于气体不同的测量范围要求。
过滤相关法能够测量低量程气体并有效避免交叉干扰,这种独特技术能消除弱吸收气体如CO和高吸收气体CO2交叉干扰。
热源发出的红外光被旋转过滤器过滤,导致系列脉冲信号直接通过包含样本气体的单元,当过滤器轮旋转时固态检测器反映出信号变化并将信号放大输出以及显示。
操作
需要提供纯净氮气清洗仪器的气室和减小噪音,确保仪器的最大稳定性。
包装设备顶空气体分析仪器用于密封包装袋、瓶、罐等包装件内氧气、二氧化碳气体含量、混合比例的测定;适合在生产线、仓库、实验室内等场合快速准确地对包装件内的气体组分含量与比例做出评价,从而指导生产,保证产品货架期得以实现。
包装设备
顶空气体分析仪器用于密封包装袋、瓶、罐等包装件内氧气、二氧化碳气体含量、混合比例的测定;适合在生产线、仓库、实验室内等场合快速准确地对包装件内的气体组分含量与比例做出评价,从而指导生产,保证产品货架期得以实现。