红外气体检测分析原理
红外光谱分析方法
红外光谱分析方法红外光谱分析是一种常见的化学分析方法，它通过测量样品在红外光谱区域的吸收和散射来获取样品的结构信息和化学组成。
红外光谱分析方法的原理基于分子与红外光的相互作用，当样品中的化学键振动或分子转动产生能量变化时，会吸收相应波长的红外光。
通过分析吸收峰的位置、相对强度和形状，可以确定样品中的官能团、键的类型和化学结构。
1.样品制备：将待分析的样品制备成均匀的固体、液体或气体样品。
固体样品可以直接放置在红外光谱仪的样品夹中，液体样品则可以放置在透明的红外吸收池中。
2.光谱采集：根据样品状态的不同，选择合适的红外光源和检测器。
红外光源产生的光经过一个干涉仪，分为参考光束和样品光束。
参考光束和样品光束分别通过样品和参考样品后，进入探测器中进行测量。
测量得到的数据会被转换成光谱图形。
3.光谱解析：通过分析光谱图形，确定各吸收峰的位置、相对强度和形状，以确定样品中包含的官能团和化学键的类型。
常用的解析方法包括查找标准库、峰指认和功能组对比。
4.数据分析：对光谱数据进行进一步的处理和分析，可以使用数据分析软件进行峰面积计算、定量分析和比较分析。
此外，还可以进行谱图拟合、降噪处理和谱图修正等。
红外光谱分析方法广泛应用于有机化学、无机化学、生物化学和材料科学等领域。
它可以用于测定物质的纯度、鉴别不同化合物、判断化学键的类型和确定结构等。
例如，在有机化学中，红外光谱可以用于确定醇、酮、醛、羧酸等不同官能团的存在和位置；在无机化学中，红外光谱可以用于研究配位化合物的配位方式和金属氧化态等。
总之，红外光谱分析方法是一种简便、快速、无损的化学分析方法，通过测量样品在红外光谱区域的吸收和散射来获取化学信息和结构信息。
它在化学研究、材料分析和质量控制等方面具有重要的应用价值。
红外光谱技术在气体检测分析中的应用
红外光谱技术在气体检测分析中的应用气体灾害对人类和自然的危害日益加重，由于气体的物化特性，常规的探测手段很难高效的实现气体检测的目的，红外高光谱遥感探测手段能够反映场景内的温度信息和光谱信息，是灾害气体检测最有效的手段之一，具有极高的军事和民用价值。
本文以研究气体红外高光谱数据的特点为出发点，实现气体红外高光谱数据的建模与检测，为构建灾害气体的监测体系提供帮助和指导。
标签：红外光谱技术;气体检测分析;特征频率引言：灾害气体在环境中会带有独特的温度特征和光谱特征。
利用红外高光谱探测手段能够有效的利用气体的温度信息和光谱信息，从而对气体进行甄别和检测。
传统的高光谱一般指可见光近红外波段，传统高光谱是对地物目标的反射率信息进行分析，以达到相应的检测目的。
而红外高光谱探测手段是利用对远红外波段的辐射能量进行相应的检测分析，这部分信息主要利用的是目标的辐射信息（温度信息）。
从成像机理上，传统的高光谱和红外波段的高光谱有所不同，所以，研究这两者在成像模型、信号模型、检测模型的异同之处有十分重要的研究意义。
另外，软件和硬件的发展是相辅相成的，红外传感器的发展，伴随着红外遥感相关技术的研究。
目前红外高光谱传感器技术壁垒比较大，红外高光谱数据获取比较难，但红外高光谱数据的应用具有极大的意义和价值。
所以研究气体的红外高光谱数据仿真具有十分重要的意义，对气体以及其他目标物体的红外高光谱辐射特性分析与特征提取具有十分重大的指导意义。
一、红外光谱吸收原理众所周知，光是由许多单一颜色的光组成的，由此可知，红外光是由许多处于红外频率以外的光组成的。
每种气体都具有一种性质：可以吸收对应频率的红外光能量，气体吸收红外光能量中频率最高的被称为气体的特征吸收频率。
当光线穿透气体时，气体吸收特征频率谱线光，导致光的能量下降。
研究表明，每种气体在红外辐射波段都有不同数目的特征吸收谱线。
由于特征频率是由一定频率范围内的光组成的，因此特征吸收频率具有一定的带宽，并且带宽中每个频率被吸收的量不尽相同。
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。
红外线气体分析仪的工作原理
红外线气体分析仪的工作原理在现阶段红外线气体分析仪在化工生产中使用已经十分广泛，组分控制的能力直接关系到化工生产的低能耗及高品质产品的关键因素。
如何确保红外线分析仪在生产中做到稳定、迅速、反映工艺数据是目前仪表维护人员需要提高的重要技术。
本文主要对红外分析仪的工作原理进行了剖析。
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的浓度。
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渊组分浓度成比例。
气体分析仪不同原理优缺点
一、质谱仪基本原理质谱计，是分离和检测不同同位素的仪器。
它根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。
具体工作过程为：质谱仪以离子源、质量分析器和离子检测器为核心。
离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置。
电离后的分子因接受了过多的能量会进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子和中性粒子。
它们在加速电场作用下获取具有相同能量的平均动能而进入质量分析器。
质量分析器是将同时进入其中的不同质量的离子，按荷质比q/m（q为电荷，m为质量）大小分离的装置。
分离后的离子依次进入离子检测器，采集放大离子信号，经计算机处理，绘制成质谱图。
优点：测量气体种类多，测试速度快，灵敏度高，结果精确，稳定性和重复性也较高。
缺点：是价格偏高，仪器机构复杂，需要专业人员维护；要求环境高。
二、气相色谱仪的基本原理检测混合物由载气（载气特性为惰性气体，不应与样品和溶剂反应。
一般可选用且常用的载气有氢气，氮气，氦气。
氦气有最好的分离柱效果，氦气用于热导式测量组件，氢气用于当氦气不能使用的场合，另一为氦气和氢气的混合气可得到较快的响应）带入，检测混合物通过色谱柱（通常为填充柱和毛细管柱）与色谱柱内固定相（我们把色谱柱内不移动，起分离作用的填料称为固定相）相互作用，这种相互作用大小的差异使各混合物各组分按先后次序从流出，并且依次导入检测器，从而得到各组分的检测信号。
按照导入检测器的先后次序，经过对比，可以区别出是什么组分，根据峰高度或峰面积可以计算出各组分含量。
主要特点气相色谱仪因为检测器的不同而具有不同的优缺点。
2.1氢火焰检测器气相色谱仪氢火焰检测器(FID, flame ionization detector)是利用氢火焰作电离源，使被测物质电离，产生微电流的检测器。
它是破坏性的、典型的质量型检测器。
优点：对几乎所有的有机物均有响应，特别是对烃类化合物灵敏度高，而且响应值与碳原子数成正比；对H2O、CO2和CS2等无机物不敏感；对气体流速、压力和温度变化不敏感。
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
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。
光流增强的红外成像气体泄漏检测方法
光流增强的红外成像气体泄漏检测方法一、引言近年来，由于工业化进程的推行和能源需求的增长，各类化工装置和管道成为气体泄漏的高发地。
气体泄漏不仅会导致环境污染和资源浪费，还可能引发火灾、爆炸等严峻事故。
因此，高效准确的气体泄漏检测方法对于保障工业生产安全和保卫环境具有重要意义。
红外成像技术作为一种非接触、实时性好的检测手段，在气体泄漏检测中得到广泛应用。
然而，由于大气湍流、温度差异和背景干扰等原因，传统红外成像其在检测气体泄漏方面存在局限性。
因此，针对红外成像技术在气体泄漏检测中的不足，提出了一种基于。
二、光流增强的红外成像气体泄漏检测原理光流是图像处理中一个重要的观点，指的是图像中像素点在相邻帧之间的挪动速度。
在红外成像气体泄漏检测中，通过光流分析可以精确计算出气体泄漏位置和速度，为后续处理提供基础。
本方法基于红外成像技术得到气体泄漏图像序列，在序列中通过计算相邻帧图像的光流，得到气体泄漏的速度信息。
起首，对红外图像进行预处理，包括背景去噪和温度校正等步骤，以减小背景干扰。
然后，利用光流算法对预处理后的图像进行处理，计算出气体泄漏的位置和速度。
最后，依据计算得到的结果，对气体泄漏位置进行标定和定位。
三、光流算法在气体泄漏检测中的应用光流算法是计算机视觉领域的一项基础技术，广泛用于目标跟踪、动作分析等领域。
在气体泄漏检测中，光流算法的应用主要集中在两个方面：气体泄漏位置的计算和泄漏速度的预估。
1. 气体泄漏位置的计算光流算法能够计算出图像中气体泄漏位置的运动方向和距离。
通过比较相邻帧的像素点变化，可以追踪气体泄漏点的挪动轨迹，从而确定泄漏的位置。
2. 泄漏速度的预估光流算法可以通过分析像素点的挪动速度，预估气体泄漏的速度。
依据光流的大小和方向，可以裁定泄漏速度的快慢，并进一步分析气体泄漏的程度和危险性。
四、试验与结果分析本文通过试验验证了的有效性和准确性。
试验接受了一套自行设计的红外成像气体泄漏检测系统，通过该系统得到了气体泄漏图像序列。
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。
红外气体传感器原理04
4.1 薄膜微音红外气体分析器薄膜微音红外气体分析器的检测器由钛金属薄膜片动极和定极组成，当接收气室内的气体压力受红外辐射能的影响而变化时，推动电容片相对定极移动，把被测组分浓度转变成电容量变化。
薄膜微音红外气体分析器在在线气体分析领域得到广泛应用，大约占在线红外分析器50％的份额。
4.1.1 原理结构北京北分麦哈克公司QGS-08B型薄膜微音红外气体分析器的原理结构如图1。
图1 QGS-08B薄膜微音红外气体分析器原理图该仪器采用单光源和薄膜电容检测器，测量气室和参比气室采用“单筒隔半”型结构，接收气室属于串联型，有前、后两室，二者之间用晶片隔开。
在检测器的内腔中位于两个接收室的一侧装有薄膜电容检测器，通过参比气室和测量气室的两路光束交替地射入检测器的前、后吸收室。
在较短的前室充有被测气体，这里辐射的吸收主要是发生在红外光谱带的中心处，在较长的后室也充有被测气体，由于后室采用光锥结构，它吸收谱带两侧的边缘辐射。
当测量气室通入不含待测组分的混合气体(零点气)时，它不吸收待测组分的特征波长，红外辐射被前、后接收气室内的待测组分吸收后，室内气体被加热，压力上升，检测器内电容器薄膜两边压力相等，接收气室的几何尺寸和充入气体的浓度都是按上述原则设计的。
当测量气室通入含有待测组分的混合气体时，因为待测组分在测量气室已预先吸收了一部分红外辐射，使射入检测器的辐射强度变小。
此辐射强度的变化主要发生在谱带的中心处，主要影响前室的吸收能量，使前室的吸收能量减小。
被待测组分吸收后的红外辐射把前、后室的气体加热，使其压力上升，但能量平衡已被破坏，所以前、后室的压力就不相等，产生了压力差，此压力差使电容器膜片位置发生变化，从而改变了电容器的电容量，因为辐射光源已被调制，因此电容的变化量通过电气部件转换为交流的电信号，经放大后处理后得到待测组分的浓度。
4.1.2 性能特点（1）稳定性好，非常适合在线使用。
（2）灵敏度高，既可以分析常量气体，又可以分析微量气体，适用量程范围广。
气体检测仪工作原理
气体检测仪工作原理气体检测仪是一种重要的安全设备，用于检测和监测环境中的气体浓度。
它在许多领域如工业、矿山、化工及环境保护等起着至关重要的作用。
本文将详细介绍气体检测仪的工作原理。
一、传感器技术气体检测仪主要依靠传感器技术实现对不同气体浓度的检测。
传感器是气体检测仪的核心部件，根据检测目标气体的特性选择不同类型的传感器。
常用的传感器类型包括电化学传感器、光学传感器、红外传感器、半导体传感器等。
1. 电化学传感器电化学传感器利用气体与化学反应产生的电流来测量气体浓度。
其基本原理是通过电极上的氧化还原反应将气体转化为电流信号。
不同气体具有不同的化学反应方式，因此需要根据检测目标选择相应的电化学传感器。
2. 光学传感器光学传感器利用光的吸收、散射、透射和荧光等原理来检测气体浓度。
主要有红外吸收光谱法、紫外消光光谱法和拉曼光谱法等。
这些方法基于气体分子间的相互作用，通过测量光在气体中的吸收或散射程度来判断气体浓度。
3. 红外传感器红外传感器是一种特殊的光学传感器，它基于气体分子对红外辐射的吸收特性来测量气体浓度。
红外传感器适用于检测可燃气体，如甲烷、乙烷等。
它的工作原理是通过红外辐射的吸收量来判断气体浓度。
4. 半导体传感器半导体传感器通过气体与半导体材料之间的相互作用来测量气体浓度。
当目标气体与半导体表面发生化学反应时，半导体的导电性会发生变化。
通过测量半导体的电阻或电流变化，可以确定气体的浓度。
二、工作原理气体检测仪的工作原理主要包括采样、传感器检测、信号处理和数据显示等步骤。
1. 采样气体检测仪通过气体入口采集环境中的气体样本。
采样方式可以通过气吸管、泵抽取或通过气流传感器实现。
确保采集到的气体样本与环境气体相一致是保证检测精度的重要前提。
2. 传感器检测采集到的气体样本进入传感器进行检测。
根据检测原理，传感器将气体浓度转化为相应的电信号或光学信号。
3. 信号处理传感器输出的信号需要经过处理才能得到可用的结果。
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。
2024年ABB红外分析仪的培训教程(多场合)
ABB红外分析仪的培训教程(多场合)ABB红外分析仪培训教程1.引言ABB红外分析仪是一种高性能的气体检测设备，广泛应用于工业、环保、科研等领域。
本教程旨在帮助用户了解ABB红外分析仪的基本原理、操作方法、维护保养等方面的知识，以确保设备的正常运行和延长使用寿命。
2.ABB红外分析仪的基本原理ABB红外分析仪采用非色散红外（NDIR）技术，通过检测气体对特定波长的红外光吸收程度来分析气体成分。
其基本原理如下：（1）光源：红外光源发出特定波长的红外光。
（2）气室：待测气体通过气室，与红外光相互作用。
（3）检测器：检测器检测气体吸收后的红外光强度。
（4）信号处理：将检测到的信号转换为气体浓度值。
3.ABB红外分析仪的操作方法（1）开机：接通电源，打开设备开关。
（2）预热：设备需预热约15分钟，以确保准确测量。
（3）校准：使用标准气体对设备进行校准，确保测量准确性。
（4）测量：将待测气体引入气室，进行测量。
（5）结果显示：设备显示屏上显示气体浓度值。
（6）关机：测量完毕后，关闭设备开关，断开电源。
4.ABB红外分析仪的维护保养为确保ABB红外分析仪的稳定运行和测量准确性，用户需定期进行维护保养，具体包括：（1）清洁：定期清洁气室、光学窗口等部件，避免灰尘、油污等污染。
（2）更换过滤器：根据使用情况，定期更换气路过滤器。
（3）校准：定期使用标准气体对设备进行校准，确保测量准确性。
（4）检查气路：检查气路连接是否牢固，避免漏气现象。
（5）软件更新：根据厂家提供的软件更新，及时更新设备软件。
5.常见问题及解决方法（1）设备无法开机：检查电源连接是否正常，设备开关是否打开。
（2）测量结果不准确：检查气路连接是否牢固，设备是否预热，进行校准。
（3）设备显示故障代码：根据故障代码提示，查找故障原因并进行处理。
（4）设备响应缓慢：检查设备软件是否更新，进行软件升级。
6.总结本教程介绍了ABB红外分析仪的基本原理、操作方法、维护保养等方面的知识。
红外光谱的应用和基本原理
红外光谱的应用和基本原理一、引言红外光谱（Infrared Spectroscopy）是一种分析化学技术，广泛应用于物质结构和功能研究、药物分析、环境监测、食品安全、材料科学等领域。
本文将介绍红外光谱的基本原理以及其在不同领域的应用。
二、基本原理红外光谱是利用物质吸收、发射和散射红外光的规律研究样品的结构、组成和性质的方法。
其中主要原理包括： 1. 分子振动：物质中的分子由原子组成，分子内部存在着各种振动模式，如对称伸缩、非对称伸缩、弯曲和扭转等。
这些振动会导致特定波数的红外光被吸收。
2. 振动频率：各种分子振动模式对应的频率和红外光谱上的波数成正比关系，常用单位为cm^-1。
不同分子的特征峰位于红外光谱的不同位置，可以用于分析物质的结构和组成。
3. 能量转换：当红外光作用在物质上时，分子振动会吸收光的能量，并发生能量转换。
被吸收的特定波长的光将被特定物质所吸收，从而产生光谱图。
三、仪器和操作为获取物质的红外光谱，需要使用红外光谱仪，常见的有傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和分散式红外光谱仪（Dispersive IR）。
操作步骤如下： 1. 准备样品：将待测样品置于透明的红外光谱样品盆中，盖紧并确保样品表面均匀平整。
2. 启动红外光谱仪：打开红外光谱仪，调节仪器使其稳定并进入工作状态。
3. 标定仪器：使用一些已知物质进行仪器的标定，以确保测试结果的准确性和可靠性。
4. 测量样品：将样品盆放置在红外光谱仪的样品室，启动测量程序并记录光谱数据。
5. 数据分析：对测量到的谱图进行分析和解读，确定样品的结构和组成。
四、应用领域红外光谱在许多领域有着广泛的应用。
以下为红外光谱在一些常见领域中的应用示例：1. 化学和材料科学•分析未知物质：通过与已知谱图进行对比，可以确定未知物质的结构和成分。
•聚合物研究：可分析聚合物的结构、分子量和聚合度等参数。
•功能材料研究：可通过红外光谱研究材料的特定功能性质，如光学性能、表面活性等。
《红外气体传感器》课件
可能，如纳米材料、石墨烯等具有优异性能的新型材料在传感器制造中
得到广泛应用，提高了传感器的灵敏度和稳定性。
02
微型化与集成化
随着微纳加工技术的进步，红外气体传感器逐渐向微型化、集成化方向
发展，能够实现多通道、高密度的气体检测，满足空间限制严格的应用
需求。
03
智能化与网络化
结合人工智能、物联网等技术，红外气体传感器趋向智能化、网络化发
传感器通常包含一个红外光源、一个调制器、一个滤光片、一个热电堆探测器以及 一个气室。
红外光发射器发出光线，经过调制后进入气室，与气体分子发生相互作用，吸收部 分光能，再由探测器检测吸收光能量变化，转化为电信号进行处理。
红外气体传感器的应用领域
01
02
03
04
环境监测
用于检测大气中的污染物，如 二氧化碳、甲烷、氮氧化物等
测量范围
指传感器能够测量的气体浓度 范围。
精度
指传感器测量结果的准确性， 通常以百分比表示。
灵敏度
指传感器对气体浓度的响应速 度和变化率。
稳定性
指传感器在长时间使用过程中 性能的稳定性，通常以变化率
表示。
04
CATALOGUE
红外气体传感器的应用实例
环保监测领域的应用
总结词
红外气体传感器在环保监测领域的应用主要集中在气体污染 物的实时监测和预警，有助于提高环境质量和保护人体健康 。
《红外气体传感器 》ppt课件
contents
目录
• 红外气体传感器简介 • 红外气体传感器的技术原理 • 红外气体传感器的分类与选择 • 红外气体传感器的应用实例 • 红外气体传感器的发展趋势与挑战
01
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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。
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、
1
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。
气体分析器
百科名片
气体分析器
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
2
简单、可靠，适用于多种气体，是一种基本的分析仪器。
而气体的导热系数很难直接测量，所以实际上往往是将气体导热系数的变化转化为电阻的变化，然后用电桥测量。
热导式气体分析仪的热敏元件主要包括半导体敏感元件和金属电阻丝。
半导体传感器体积小，热惯性小，电阻温度系数大，所以灵敏度高，时滞小。
串珠状金属氧化物烧结在铂线圈上作为敏感元件，然后用一对非反应性材料缠绕内阻和发热量相等的同一个铂线圈作为补偿元件。
这两个元件构成了一个电桥电路，即测量电路。
半导体金属氧化物传感器吸收被测气体时，电导率和热导率会发生变化，传感器的散热状态也会发生变化。
铂线圈的电阻随元件的温度变化而变化，电桥有不平衡的电压输出，因此可以检测气体浓度。
热导气体分析仪有着广泛的应用。
通常用于分析氢气、氨气、二氧化碳、二氧化硫和低浓度可燃气体的含量，也可用作色谱分析仪中的检测器，分析其他组分。
电化学式气体分析仪
化学气体分析仪。
它根据化学反应引起的离子数量或电流的变化来测量气体成分。
为了提高选择性，防止测量电极表面污染，保持电解液的性能，一般采用隔膜结构。
常用的电化学分析仪有恒电位电解式和原电池式。
恒电位电解分析仪的工作原理是在电极上施加特定的电位，被测气体会在电极表面电解。
只要测量施加在电极上的电位，就可以确定被测气体的具体电解电位，从而使仪器具有选择和识别被测气体的能力。
原电池分析仪对通过隔膜扩散到电解液中的待测气体进行电解，并测量形成的电解电流以确定待测气体的浓度。
通过选择不同的电极材料和电解质来改变电极表面的内部电压，可以实现对不同电解电位气体的选择性。
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，一个是资料室。
两个腔室通过截光板以一定的周期同时或交替开启和关闭光路。
待测气体被引入测量腔后，被测气体的特定波长的光被吸收，使得通过测量腔进入红外接收腔的光通量减少。
气体浓度越高，进入红外接收室的光通量越少。
通过参考室的光通量是恒定的，进入红外接收室的光通量也是恒定的。
因此，被测气体的浓度越高，测量室和参考室之间的光通量差异越大。
这种光通量的差异以周期性振动的振幅投射到红外接收室。
接收腔被一层几微米厚的金属膜分成两半，腔内密封有高浓度的被测组分气体，能吸收吸收波长范围内的所有入射红外线，使脉动光通量成为温度的周期性变化，然后根据气体方程将温度的变化转化为压力的变化，再由电容传感器检测，放大后指示被测气体的浓度。
除了电容式传感器，还可以使用直接检测红外线的量子红外传感器，使用红外干涉滤光片进行波长选择和调节。
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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。
红外分析仪的原理类似于工业上也广泛使用的紫外分析仪和光电比色分析仪。
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。
相关法可以测量低量程气体，有效避免交叉干扰。
这种独特的技术可以消除弱吸收气体如co和高吸收气体co2的交叉干扰。
由热源发射的红外光被旋转的滤光器过滤，导致一系列脉冲号直接穿过包含样气的单元。
当滤光轮转动时，固态探测器反映号变化，并放大、输出和显示号。
操作
需要提供纯氮气来清洁仪器的气室，降低噪音，以保证仪器的最大稳定性。
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。