红外气体测试技术剖析.ppt

气体的红外分析测试技术 烟气分析测试技术 随着经济发展，交通、工业产生的大量烟气进入大气中，使大气污染日益严重。 烟气分析测试技术 目前比较成熟的5种气体成分分析仪所采用的测试方法。 烟气分析测试技术 紫外法与红外法类似,也是使用选择性检测器测定样品气中特定成分引起的紫外线吸收量的变化来确定气体的浓度 烟气分析测试技术 化学发光法测量NO是一种特殊的方法。它通过测量NO与臭氧(O3)反应产生的光的强度来确定NO浓度。红外法同样是测量NO的一种分析方法,如果不考虑测量标准,两种方法都可以采用。 烟气分析测试技术 由于被分析气体的千差万别和分析原理的多种多样，气体分析仪的种类繁多。常用的有： 1.热导式气体分析仪 2.电化学式气体分析仪 3.红外线吸收式分析仪等 热导式气体分析仪 一种物理类的气体分析仪表。它根据不同气体具有不同热传导能力的原理，通过测定混合气体导热系数来推算其中某些组分的含量。这种分析仪表简单可靠,适用的气体种类较多,是一种基本的分析仪表。但直接测量气体的导热系数比较困难，所以实际上常把气体导热系数的变化转换为电阻的变化，再用电桥来测定。 优点：热导式分析仪器是一种结构简单、性能稳定、价廉、技术上较为成熟。适用的气体种类较多，是一种基本的分析仪表 缺点：热导式分析仪器对气体的压力波动、流量波动十分敏感，介质中水汽、颗粒等杂质对测量影响较大，所以必须安装复杂的采样预处理系统。 电化学式气体分析仪 一种化学类的气体分析仪表。它根据化学反应所引起的离子量的变化或电流变化来测量气体成分。 优点：体积小、检测速度快、准确、便携、可现场直接检测和连续检测。 缺点：电化学式气体分析仪中使用成本较大，在实际使用中还会普遍存在取样流量、气体交叉干扰（电化学传感器通过设置不同的电极电位，使得传感器对应某一特定气体敏感，从而达到测定的目的，但对于电极电位相似的气体，会产生交叉干扰）以及预前处理等方面的问题。 YX-301B型电化学气体分析仪 烟气分析测试技术 红外线分析仪 红外线吸收式分析根据不同组分气体对不同波长的红外线具有选择性吸收的特性而工作的分析仪表。测量这种吸收光谱可判别出气体的种类；测量吸收强度可确定被测气体的浓度。红外线分析仪的使用范围宽，且灵敏度较高，反应迅速,能在线连续指示,也可组成调节系统。 烟气分析测试技术 烟气预处理 在进行烟气成分分析时,无论对哪一种分析仪来讲,对烟气进行必要的处理是至关重要的。 烟气预处理是指除去烟气中的粉尘、烟臭和水分等,使烟气达到“清洁”和干燥的要求。 实践中,这一重要的步骤往往被轻视,甚至被忽略,因此在分析中出现许多问题,如:仪器使用寿命短、测量精度下降、测量稳定性差等等,这些问题都与没有使用合适的预处理设备有关。 烟气的除湿干燥相对比较复杂一些,必须装备特殊的冷凝装置。烟气中的水分对气体分析的准确性有较大影响,主要表现在水蒸汽的交叉干扰(cross-sensitivity)以及容积误差。对于红外型分析仪来讲这种干扰更应该引起重视。 红外光谱技术 　　 检测烟气的方法主要有化学法、电化学法、气相色谱法等，这些方法普遍存在着价格贵、普适性差等问题，且测量精度还较低。经典的烟气成分分析方法都有一定的局限性。用红外吸收法测定烟气中成分浓度的方法就弥补了这些缺点，红外吸收法测定气体浓度具有测量范围宽、灵敏度高、准确性高、响应时间快、选择性好、抗干扰能力强等特点。 红外光谱技术 在物理学中，我们已经知道可见光、不可见光、红外光及无线电等都是电磁波，它们之间的差别只是波长(或频率)的不同而已。下面是将各种不同的电磁波按照波长(或频率)排成如下图所示的波谱图，称之为电磁波谱。 红外光谱技术 红外光谱技术 红外吸收法是基于气体的吸收光谱随物质的不同而存在差异的机理进行检测的。由于各种物质的分子本身都固有一个特定的振动和转动频率，只有在红外光谱的频率与分子本身的特定频率相一致时，这种分子才能吸收红外光谱辐射能。所以各种气体并不是对红外光谱范围内所有波长的辐射能都具有吸收能力，而是有选择性的，即不同的分子混合物只能吸收某一波长范围或某几个波长范围的红外辐射能。 红外光谱技术 红外光谱技术 气体的特征吸收频率是由气体分子种类决定的。红外线气体分析仪是根据比尔定律制成的。 假定被测气体为一个无限薄的平面，当红外辐射通过被测气体时，其分子吸收光能量，吸收能量的多少与气体的浓度有关，其吸收关系遵循朗伯一贝尔(Lamber—Beer)定律： I=I0exp[-KLC] （1） 其中：，I0为光