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【不分光式红外气体分析仪原理】不分光式红外气体分析仪原理及不分光红外分析法

承天示优官方账号 2023-05-20 行业动态 439 views 0

不分光式红外气体分析仪,简称NDIR(Non-dispersive Infrared)气体检测仪,是一种广泛应用于工业环境监控、安全保障和生产过程的实时监测高清晰度微弱信号的设备。它可以实现对空气中有害排放物质如CO、CO2、SOx等多种有机气体和无机气体的快速检测和定量化。该技术以其高灵敏度、高准确性和实时性等优点,在化学工业生产领域得到了广泛应用。

1. 不分光式红外气体分析仪原理

NDIR采用非色散型裂谱比较法进行检测,其基本构造包括:传感器部件组合与电子系统处理单元两部份。传感器部件主要由一个发射源(Infrared source)、一个样品池或通道(Sample cell or channel)、一个滤镜组件(Filter) 和 接收装置(Detector) 组成,并严密封闭在一个金属托盘内。

当被测试样品通过样品池进入特定长度路径后,激励源发出一个固定波长的光束,该光束被滤镜组件分解成两个部份:一份由样品池通过并进入评测器中进行检测;另一部分则不经过样品而直接进入测量单元。检测单位将比较这两个光信号,并计算它们之间的变化量,根据公式ΔI/Io = kC ,计算出检测试样中气体成分的含量(其中k是仪器灵敏度系数, C 是待检气体在路径内平均质量浓度)。

NDIR利用了大多数有机化合物都能吸收红外线(Infrared)这一特性来实现对空气成分快速准确识别和监控。同时也需要滤除与目标气体本身谱线重合的日常干扰噪音如水汽和其他非目标成分等。此时会设计加装窄带滤波器(Filter),使得只能让某些频率范围内寻找或排斥特定类别的化学键结构,从而获得更为清晰可靠数据。

2. 不分光红外(NDIR) 分析法

简言之,不分便是无色散型谱仪技术意义上,在指定条件下“非”手段搜寻相同光谱区域的信息量,以此实现对微弱信号检测与快速定量化分析。而红外波段则是指该技术所使用的特定频率范围:即用于检测有机、无机气体和水蒸汽等成分含量变化较小的可见及近红外波段(0.8~3um)空白区域中产生吸收峰值;基于该含义,不分光式红外气体分析仪就被视为一种常规操作控制工艺。

NDIR 的优点显然在于其高精度、高灵敏性和多项参数监测功能。同时还具有以下几个方面特征:

a) 高精度: 由于滤镜组件和接收装置严密配合协作,使得在最微小能够清晰识别目标物质时能做出准确响应;加上根据样品绝对透过率%T进行电子计算及后期数据处理某些支持参数获取方法,在集中采集下也便于长时间稳存数据记录。

b) 快速响应: NDIR系统是实时设计,并直接反馈到控制单元或监测仪表提供给操作员大致认知及调节变化幅度大小的指示。

c) 灵敏性:能够感应对数十 ppm 或百分少量的特定气体成分产生变化,广泛适用于各类工业和实验室环境中有机物、无机物等污染源检测。同时也可以将多种测试单元动态集成到一个NDIR设备上,进一步增加数据采集及处理方式的灵活性和普遍性;

d) 高稳定性: 由于不分光式红外气体分析仪在设计时考虑了很多因素如高温、低噪音以及电磁干扰等,使其具有很高的可靠度和长期运行稳定性,在各个领域得到了广泛认可。

总之,不分光式红外气体分析仪作为一种先进技术手段已经被广泛应用于涉及空气质量监测,安全保障甚至新材料合成等方面,并且未来还将继续发展壮大。

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