红外线气体分析仪

测量原理、误差分析及故障处理

张根生

中国石化股份公司安庆分公司电仪部（246001）

摘要：全面阐述了红外线分析仪的测量原理、结构类型和特点，结合生产装置实际应用，详

细分析了仪器误差产生的原因、维护要点和故障处理方法。

一、概述

红外线是电磁波谱中的一段，介于可见光区和微波区之间，红外线的波长大于可见光线，其波长为0.75～1000µm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50µm之间；中红外线，波长为1.50～6.0µm之间；远红外线，波长为6.0～l000µm 之间。

当它通过介质时，能被某些分子和原子所吸收，吸收的波带取决于分子和原子的结构。在整个电磁波谱中红外波段的热功率最大，红外辐射主要是热辐射，在红外线分析仪中，使用的波长范围通常在1~16µm之内。

由于各种物质的分子本身都有一个特定的振动和转动频率，只有在红外线光谱的频率与分子本身的特有频率一致时，这种分子才能吸收红外光谱辐射能，该红外辐射的波长称为该种分子的特征吸收波长。（其实所谓特征吸收波长就是指特征吸收峰处的波长。）

下图为部分常见气体的红外吸收光谱图：

从图中可以看出，所有碳氢化合物对波长大约为3.4µm处的红外线都表现出吸收特性，成为C-H键化合物谱振频率的集中点，所以不能从这个波长去辨别碳氢化合物，而要从其他波长去辨认。

二、红外线分析仪测量原理

红外线分析仪是基于被测介质对红外光有选择性吸收而建立的一种分析方法，属于分子吸收光谱分析法。

使红外线通过装在一定长度容器内的被测气体，然后通过测定通过气体后的红外线辐射强度来测量被测气体浓度。

根据朗伯-比尔吸收定律

Ι=Ι0e-kcl （2-1）

式中 Ι0——射入被测组分的光强度