文 献 综 述

一、红外气体分析仪

气体分析在地震预报、矿井安全、石油勘探、大气物理[ 1] 、医疗卫生、污染源监测、高压设备故障诊断、化工过程控制、冶金等传统工业乃至现在所有的新技术革命带头学科如生物科学、微电子学、新型材料等领域均有着越来越广泛的应用[ 2] 。常用的气体分析方法有: 电化学法; 电气法, 如热导式和半导体式; 色谱法( 层析法) , 光学吸收法( 红外吸收法和紫外吸收法) 等。其中红外吸收法应用最为引人注目, 是当前的研究热点之一[ 3] 。红外光学吸收式仪器具有以下特点: 能测量多种气体,测量范围宽, 灵敏度高, 精度高, 响应快, 选择性良好( 有很高的选择性系数) , 可靠性高, 寿命长, 可以实现连续分析和自动控制。

二、红外气体分析仪的分类和特点

红外气体分析器的工作原理基于Lambert-Beer 定律。工业用红外气体分析仪从物理特征上分为分光型和不分光型两种。

分光型是借助分光系统分出单色光, 使通过介质层的红外线波长与被测组分的特征吸收光谱相吻合而进行测定的, 其分析能力强, 多用于实验室。包括以下几类：

（1）滤光片型 分为固定滤光片和可调滤光片两种形式,可以根据样品特征吸收光谱选择适当波长的滤光片。仪器硬件简单可靠, 消除干扰、解决非线性、去除气体组分间的交叉吸收干扰均由计算机软件来完成.

（2）扫描型 扫描型的分光元件采用棱镜或光栅, 转动棱镜或光栅。红外光按波长长短依次经过光强调制器, 通过气室进入探测器, 可以进行全谱扫描, 分辨率高。

（3）固定光路多通道检测型 采用该类型仪器分析样品时, 红外光经过样品池, 由固定的全息光栅分光后按波长分布聚焦在CCD 检测器上, 可实现多通道同时检测。

（4）声光调制型 利用各向异性双折射晶体的声光衍射原理, 采用较高光品质因数和较低衰减的双折射晶体为分光器件, 以压电晶体为换能器组成阵列, 为了防止声波反射, 透过声光介质的声波被声终端吸收 。