什么是红外气体分析仪？

[摘要]本文介绍一种采用独立自主知识产权的新型非分光红外NDIR传感器技术的红外气体分析仪（GASBOARD系列），比起国内其他红外气体分析仪的主要厂家大都采用上八十年代初的分析技术，该仪器在性能、体积、功耗、价格上具有以往仪器*的优势，也是取代传统的化学式手动实验室分析仪——奥氏气体分析仪的必然趋势。 

关键词：NDIR，红外气体分析仪，奥氏气体分析仪，GASBOARD 

1、概述 

1.1奥氏气体分析仪 
　　奥氏气体分析仪作为一种经典的化学式手动分析仪器，具有结构简单、价格便宜、维修容易等优点，该仪器一直在实验室里广泛应用着，常用于CO2、O2、CO、H2、烃类等的含量测定。其其原理是利用溶液吸收法来测定CO、CO2和O2，CH4和H2用爆炸燃烧法测定，剩余气体为N2。奥氏气体分析仪结构简单，虽一次购置成本低但长期运行成本高，除去分析人员的成本，仅每年买试剂和玻璃器皿至少要1万多元，而且必须对煤气进行人工取样，在实验室进行分析，其中分析人员的操作技能和“态度”对分析的度有很大影响。奥氏气体分析仪只能单一成份地逐个进行检测分析，不具备多重输入和信号处理功能，分析费时，操作烦琐，响应速度慢，效率低，难以实时地分析生产工况。现逐渐被全自动分析仪器替代。奥氏气体分析仪在实际应用中存在的不足主要有：1）该方法是手动分析仪，操作较烦琐，精度低、速度慢，不能实现在线分析，适应不了生产发展的需要；2）梳形管容积对分析结果有影响，尤其是对爆炸法的影响比较大；3）奥氏仪进行动火分析测定时间长，场所存在一定局限性，而且还必须注意化学反应的*程度，否则读数不准误导生产；4）焦性食子酸的碱性液在15—20℃时吸氧效能，吸收效果随温度下降而减弱，0℃时几乎*丧失吸收能力，故吸收液液温不得低于15℃。 

1.2 红外气体分析仪 
　　目前国内NDIR气体分析仪的主要厂家大都采用上八十年代初的红外气体分析方法，存在诸多缺陷：1）镍锘丝、硅碳棒作为红外光源，热稳定性差，寿命短，测量误差大；2）电机机械调制红外光，仪器功耗大，稳定性差，故障率高，难于维护；3）薄膜电容微音器或InSb等作为检测器，使得仪器对震动十分敏感，误差大；4）内壁抛光铝合金气室，气室光洁度及抗腐蚀能力差。 

　　GASBOARD红外气体分析仪采用独立自主知识产权的非分光红外（NDIR）传感器技术、高精度进口窄带干涉滤光片、类金刚石镀膜红外光源以及单光束多波长探测技术，配合易安装拆卸的镀膜气室及嵌入式数据采集系统，可实现CO、CO2、CH4 、SO2、NOX以及其它碳氢化合物等气体在混合背景气体中的实时快速测量。 

2. 检测原理 
　　当红外光通过待测气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔(Lambert-Beer)吸收定律，即某些气体对红外光进行有选择性吸收，其吸收强度变化取决于被测气体的浓度。 

3. 产品特点 
　　GASBOARD红外气体分析仪采用了以下关键技术：1）核心检测部件为独立自主知识产权的非分光红外（NDIR）传感器技术，维修、维护响应速度快；2）红外光源、气室、红外探测器设置在同一光轴上，抗振性好，并使气体红外吸收信号具有较好的分辨率，减少外界信号干扰，；3）新型镀膜红外气室，光洁度好，并具有一定的抗腐蚀能力，安装、更换方便，用户可自行拆卸更换；4）新型类金刚石镀膜红外光源，可以保证发射的红外光波长在特定范围内，也可以阻止外界环境对光源温度的影响；5）红外探测部分局部保温，整仪器设有光源强度及温度自动补偿装置；6）“单光束、多波长”一体化设计及量程匹配技术，可完成多种气体的同时无干扰测量；7）多量程、多组分选择，也可根据用户要求订制组分和量程；8）量程高低限报*户可自由设置；9）自主研发气体标定技术软件和软件通讯协议；10）新型一体化红外探测系统和高精密度前置放大电路；11）大屏幕LCD液晶显示屏，测量组份、浓度一目了然，中/英文操作界面；12）便携式、在线式和监测系统等多种测量模式。 

4. 应用领域 
　　红外线分析仪常用来连续测定各种混合气体中的CO、CO2、CH4 、SO2、NOX和CH等的含量，是在线分析仪中非常重要的一类仪器，广泛应用于汽车尾气检测（Vehicle Emission）；石油化工生产过程中气体成份在线分析和监测； 冶金工业中，高炉、转炉、焦炉工业炉窑等气体分析和监测 ；科学实验、环境保护、医疗卫生等行业气体分析和监测；生物医药、食品发酵、污水处理、垃圾填埋等过程气体测量；仓储、温室、室内等场所气体检测；烟道气检测(CEM)等 。 

5. 结论和展望 
　　随着国民经济的飞速发展和加入WTO，对生产工艺和过程控制的要求越来越高，对生态环境的保护也越来越重视，红外在线成分分析仪作为必要的配套设备已成为企业全面质量管理的一个重要发展趋势，也是取代传统的化学式手动实验室分析仪——奥氏气体分析仪的必然趋势。