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紅外氣體分析器是利用不分光紅外光譜法原理制成的氣體分析器。這里為大家介紹紅外氣體分析器的測量原理。被測氣體對中紅外光線的吸收是紅外氣體分析器分析氣體的基礎，吸收規律符合朗伯－比爾定律。
吸收光譜法
當分子從外界吸收電磁輻射能時，電子、原子、分子受到激發，會從較低能級躍遷到較高能級，躍遷前后的能量之差為：
E2－E1=hv
式中E2,E1—分別表示較高能級和較低能級(躍遷前后的能級)的能量；v—輻射光的頻率；h—普朗克常數，4.136×10-15eV·s。
當某一波長電磁輻射的能量E恰好等于某兩個能級的能量之差E2－E1時，便會被某種粒子吸收并產生相應的能級躍遷，該電磁輻射的波長和頻率稱為某種粒子的特征吸收波長和特征吸收頻率。
振動能級的基頻位于中紅外波段，近紅外波段主要是各種基團振動的倍頻和合頻吸收。中紅外吸收能力強，靈敏度高；近紅外吸收弱，靈敏度低。
氣體的吸收光譜是由許多帶寬很窄的吸收線組成的吸收帶，用高精度的分光儀檢測可以展開成獨立的吸收峰。
每種氣體都有各自對應的吸收波長，下表為常見氣體的特征吸收波長。
|
氣體名稱 |
分子式Z |
紅外線特征吸收波段范圍(μm) |
分析器常用波長(μm) |
|
一氧化碳 |
CO |
4.5～4.7 |
4.66 |
|
二氧化碳 |
CO |
22.75～2.8 |
4.27 |
|
甲烷 |
CH |
43.25～3.4 |
3.33 |
|
二氧化硫 |
SO2 |
4.0～4.17 |
7.3
|
常見氣體的特征吸收波長
朗伯－比爾定律
當紅外線波長與被測氣體吸收譜線相吻合時，紅外能量被吸收。紅外光線穿過被測氣體后的光強衰減滿足朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律，可通過測量氣體對紅外光線的衰減來測量氣體濃度。
為了保證讀數呈線性關系，當待測組分濃度大時，分析器的測量氣室較短，最短的為0.3mm；當濃度低時，測量氣室較長，最長的為＞200mm。經吸收后剩余的光能用紅外檢測器檢測。
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