紅外氣體分析器由光學部件和測量電路構成，測量電路的結構由光學部件及系統功能決定。光學部件通常由紅外輻射光源、通過樣氣的測量氣室、紅外檢測器等構成，通常稱為紅外三大部件。

紅外輻射光源
在線紅外氣體分析器主要使用廣譜(寬譜)光源。廣譜光源的光譜覆蓋波長從1μm到15～20μm，通常使用范圍為2-12um。寬譜光源的譜帶寬度通常在幾個微米，如2～5μm就是其中的一種。

(1)連續光源
發出的光能量是連續不斷的。由電機帶動的切光片對光線調制，產生特定頻率的紅外輻射光。采用同步電機作為切光電機的分析器要求電源頻率在較窄范圍，如50±0.5Hz，超出規定的范圍，會產生電源頻率影響誤差。

(2)斷續光源
發出的光能量是隨時間變化的，例如脈沖光源。通過控制輸入光源的電信號(電壓或電流)的頻率，可以產生特定頻率的紅外輻射光。

氣室
抽取式測量的紅外儀器需要氣室，而原位式和開放式紅外氣體分析器可以不需要氣室。雙光路分析器的氣室分為測量氣室和參比氣室，測量氣室連續地通過待測樣氣，參比氣室完全密封并充有中性氣體(多為N2)。單光路分析器的氣室只有測量氣室，沒有參比氣室。

紅外檢測器
紅外氣體分析器的檢測器用于檢測通過氣室的紅外光能，檢測器分為兩種類型：氣動檢測器和固體檢測器。氣動檢測器主要有薄膜微音檢測器和微流量檢測器；固體檢測器主要有光電導檢測器、熱釋電檢測器和熱電堆檢測器。

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