以(yǐ)常見的紅外線氣體檢測儀為例,說明氣體檢測儀的原理:
測量這種吸收光譜可判別出氣(qì)體的種類;測量吸收強度(dù)可確定被測(cè)氣體的濃度(dù)。紅外線檢測儀的使用範圍寬,不僅可分析氣體成分,也可(kě)分析溶液成分,且(qiě)靈敏度較(jiào)高,反應迅速,能在線連續指示,也(yě)可組成調節係(xì)統。工業上常用的紅外線氣體檢測儀的檢測部分由兩個並列的結構相同的光學係統組成。
一個是測量室,一個是參比室。兩室通過切光板(bǎn)以一定周期同時或交替開閉光路(lù)。在測(cè)量室(shì)中導入被測氣體後,具有被測氣體特有波長的光被吸收,從而使透過測量室這一光路而進入紅外線接收氣室的光通量減(jiǎn)少。氣體濃度越高,進入(rù)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(shì)一定的,進入到紅外線接收(shōu)氣室的光通量也一定。因此,被測氣體濃度(dù)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(chà)值是(shì)以一定周期振動(dòng)的振(zhèn)幅投射到紅外線接收氣(qì)室的。接收氣室用幾微(wēi)米厚的金屬薄膜分(fèn)隔為兩半部(bù),室(shì)內封有濃度較大的被測組分氣體,在吸收波長範圍內能將射入(rù)的紅外線全部吸收,從而使脈動的光通(tōng)量變為(wéi)溫度的周期(qī)變化,再(zài)可(kě)根(gēn)據氣(qì)態方程使溫度的變化轉換為壓力的變化,然後用電容式傳感(gǎn)器(qì)來檢(jiǎn)測,經過放大處理後指示出被測氣體濃(nóng)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,並采用(yòng)紅(hóng)外幹涉濾光片進行波長選擇和配以可調激光器作光源,形成一(yī)種嶄新的全固體式紅(hóng)外氣體檢測儀。這種檢測儀隻用一個光源(yuán)、一個測量室、一個紅外(wài)線傳感器就能完成氣體(tǐ)濃(nóng)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(tǐ)中的各種氣體的濃度。