在線式紅外氣體分析儀：基于紅外光譜學原理的氣體檢測技術

在線式紅外氣體分析儀是一種利用紅外光譜學原理，對氣體中的特定組分進行定量測量的儀器。紅外光譜學原理是指不同的氣體組分對不同波長的紅外光有不同的吸收特性，因而可以通過測量氣體對特定波長的紅外光的吸收程度，來計算出氣體的濃度。例如，CO2對4.26微米的紅外光有很強的吸收，而O2對這個波長的紅外光幾乎沒有吸收，所以可以用這個波長的紅外光來測量CO2的濃度。

在線式紅外氣體分析儀通常由光源、氣室、濾光器、檢測器和信號處理單元等部件組成。光源發出一定波長范圍的紅外光，通過氣室后經過濾光器選擇需要測量的組分的特征波長，然后被檢測器接收并轉換為電信號，最后由信號處理單元進行放大、校準和顯示。

根據其使用的檢測技術，在線式紅外氣體分析儀可分為非分散式紅外氣體分析儀（NDIR）和可調諧二極管激光氣體分析儀（TDLS）。

NDIR是一種傳統的紅外氣體分析技術，它使用固定波長的濾光器或干涉儀來選擇需要測量的組分的特征波長，然后比較參考光束和特征波長的透射率差異，來計算出氣體的濃度。NDIR適用于對CO2、CO、CH4、NO和SO2等多種常見氣體組分的測量。下圖是NDIR對這些組分的測量性能。

NDIR具有結構簡單、成本低廉、穩定性好等優點，但也存在靈敏度低、干擾大、不能同時測量多種組分等缺點。例如，在煉油過程中，需要同時監測CO2和H2S等酸性氣體，以防止腐蝕和污染。但是CO2和H2S在4.26微米處都有較強的吸收峰，NDIR無法區分它們的濃度，需要使用其他技術來補充測量。

TDLS是一種新型的紅外氣體分析技術，它使用可調諧二極管激光器作為光源，可以在一個較寬的波長范圍內掃描，并根據需要測量的組分的吸收譜線來選擇最佳波長。TDLS可以實現對O2、CO、CH4、NH3、H2O等多種NIR（近紅外）吸收氣體的高精度測量。下圖是TDLS對這些組分的測量性能。

TDLS具有響應速度快、靈敏度高、干擾小、可同時測量多種組分等優點，但也存在成本高昂、需要專業維護等缺點。例如在高爐煤氣中，需要同時監測CO和CH4等可燃性氣體，以優化燃燒效率和安全性。由于TDLS可以在一個較寬的波長范圍內掃描，可以同時選擇CO和CH4的特征波長，從而實現對它們的同時測量。

在線式紅外氣體分析儀在各行各業都有著廣泛的應用，例如：

在化工領域，可用于監測煉油過程中的CO2和H2S等酸性氣體，以防止腐蝕和污染。

在冶金領域，可用于監測高爐煤氣中的CO和CH4等可燃性氣體，以優化燃燒效率和安全性。

在電力領域，可用于監測火力發電廠的煙道氣中的CO2、NO和SO2等溫室氣體和污染物，以滿足環保要求。

在環保領域，可用于監測城市大氣中的CO、CH4、NH3等有害氣體，以評估空氣質量。

以上是我對在線式紅外氣體分析儀的介紹，希望你能對這種儀器有一個更深入的了解。在線式紅外氣體分析儀具有高效、準確、靈活等特點，可以滿足各種工業和環境領域的氣體檢測需求。在未來，在線式紅外氣體分析儀還將不斷地創新和優化，如果你想了解更多的信息，請記得關注我們。