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，由于各種物質的分子本身都存在一個特定的震動和轉動頻率，只有當紅外線光譜中某一段光譜的頻率與物質分子本身的頻率相一致時，該物質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N_2、O_2、CL_2、H_2、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。

紅外線光通過介質時，或多或少地被介質吸收，所以折射出的紅外線光強總是小于射入的紅外線光強，光強的減弱服從朗伯-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。這樣就會使實際使用儀表分析與根據(jù)朗伯-比爾定律和線性吸收規(guī)律計算的結果出現(xiàn)誤差，所以這些方法只是供我們再分析問題時使用的。