簡述紅外線氣體分析儀的基本原理

  各種多原子的氣體，對紅外線這一段電磁波的輻射能都具有一定的吸收能力，而且這種吸收能力對波長具有選擇性，就是說某一種氣體只對某一段紅外線光譜的輻射能具有吸收能力。而對其余波段的輻射能則不能吸收，由于各種物質(zhì)的分子本身都存在一個(gè)特定的震動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，只有當(dāng)紅外線光譜中某一段光譜的頻率與物質(zhì)分子本身的頻率相一致時(shí)，該物質(zhì)分子才能吸收這一段紅外線光譜的輻射能。我們把能吸收的這一波段紅外線光譜成為該氣體的特征吸收波段。氣體吸收了紅外線光譜輻射能后，一部分可轉(zhuǎn)變成熱能，使溫度升高。紅外線光譜的輻射又特別顯著，這就能讓我們利用各種熱元件，如電熱堆、熱敏電阻等去測量紅外線輻射能的大小。紅外線氣體分析儀就是基于這些特征工作的，它主要利用的是1-25μm之間的一段紅外線光譜。

同一原子組成的雙原子氣體，如N2、O2、CL2、H2、以及各種惰性氣體，由于在1-25μm的波長范圍內(nèi)沒有特征吸收波段，所以不能用紅外線氣體分析儀來測量這些氣體。

紅外線光通過介質(zhì)時(shí)，或多或少地被介質(zhì)吸收，所以折射出的紅外線光強(qiáng)總是小于射入的紅外線光強(qiáng)，光強(qiáng)的減弱服從朗伯-比爾定律。

需要說明的是，朗伯-比爾定律和線性吸收規(guī)律都是在假定通過被測組分的紅外線光譜是連續(xù)的，并且在吸收的特征光譜波段內(nèi)，吸收系數(shù)是 常數(shù)，而實(shí)際上，在紅外線氣體分析儀中，通過被測組分的紅外線光譜不是連續(xù)的，在吸收的特征光譜波段內(nèi)，吸收系數(shù)也不是常數(shù)，而是根據(jù)波長不通變化的。這樣就會(huì)使實(shí)際使用儀表分析與根據(jù)朗伯-比爾定律和線性吸收規(guī)律計(jì)算的結(jié)果出現(xiàn)誤差，所以這些方法只是供我們再分析問題時(shí)使用的。