紅外線氣體分析儀是測氣體成分的流程分析儀表。在很多生產(chǎn)過程中,特別是在存在化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過程中,僅僅根據(jù)溫度、壓力、流量等物理參數(shù)進(jìn)行自動控制常常是不夠的。例如在合成氨生產(chǎn)中,僅控制合成塔的溫度、壓力、流量并不能保證最高的合成率,必須同時分析進(jìn)氣的化學(xué)成分,控制氫氣和氮?dú)獾淖罴驯壤?,才能獲得較高的生產(chǎn)率。又如在鍋爐的燃燒控制中除需控制燃料與助燃空氣的比例外,還必須在線分析煙道的化學(xué)成分,據(jù)此改變助燃空氣的供給量,使?fàn)t子獲得最高的熱效率。此外,在排出有害氣體的工廠中,也必須采用紅外線氣體分析儀對有害氣體進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視,以防止危害工人健康或污染環(huán)境或引起爆炸等惡性事故。
工業(yè)上常用的紅外線氣體分析儀的檢測部分由兩個并列的結(jié)構(gòu)相同的光學(xué)系統(tǒng)組成:一個是測量室,一個是參比室。兩室通過切光板以一定周期同時或交替開閉光路。在測量室中導(dǎo)入被測氣體后,具有被測氣體*波長的光被吸收,從而使透過測量室這一光路而進(jìn)入紅外線接收氣室的光通量減少。氣體濃度越高,進(jìn)入到紅外線接收氣室的光通量就越少;而透過參比室的光通量是一定的,進(jìn)入到紅外線接收氣室的光通量也一定。因此,被測氣體濃度越高,透過測量室和參比室的光通量差值就越大。這個光通量差值是以一定周期振動的振幅投射到紅外線接收氣室的。接收氣室用幾微米厚的金屬薄膜分隔為兩半部,室內(nèi)封有濃度較大的被測組分氣體,在吸收波長范圍內(nèi)能將射入的紅外線全部吸收,從而使脈動的光通量變?yōu)闇囟鹊闹芷谧兓?,再可根?jù)氣態(tài)方程使溫度的變化轉(zhuǎn)換為壓力的變化,然后用電容式傳感器來檢測,經(jīng)過放大處理后指示出被測氣體濃度。除用電容式傳感器外,也可用直接檢測紅外線的量子式紅外線傳感器,并采用紅外干涉濾光片進(jìn)行波長選擇和配以可調(diào)激光器作光源,形成一種嶄新的全固體式紅外氣體分析儀。這種分析儀只用一個光源、一個測量室、一個紅外線傳感器就能完成氣體濃度的測量。此外,若采用裝有多個不同波長的濾光盤,則能同時分別測定多組分氣體中的各種氣體的濃度。