by / sumaart
介紹了基于紅外吸收光譜技術(shù)的紅外連續(xù)氣體分析儀, 詳細(xì)闡述了紅外氣體分析的原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。介紹紅外氣體分析的現(xiàn)狀，主要生產(chǎn)廠家及未來發(fā)展趨勢(shì)。
1 總述
在線分析儀器作為分析儀器的重要組成部分，可直接安裝在工業(yè)生產(chǎn)流程或其他源流體現(xiàn)場(chǎng)，是用于在過程工藝中，實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)成分或物性參數(shù)連續(xù)或周期性的自動(dòng)在線分析和過程監(jiān)測(cè)的分析儀器，即對(duì)于物質(zhì)成分或物性參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的連續(xù)測(cè)量，并將檢測(cè)到的物質(zhì)成分或物性參數(shù)信息用于工藝過程產(chǎn)品質(zhì)量的自動(dòng)監(jiān)測(cè)或過程設(shè)備安全高效運(yùn)行的自動(dòng)控制。
按照在線分析儀器的檢測(cè)方法及測(cè)量信息的處理輸出形式，我們對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)氣體成分或物性參數(shù)連續(xù)不間斷測(cè)量，并實(shí)時(shí)做信息處理及傳輸?shù)脑诰€氣體分析儀稱之為連續(xù)氣體分析儀。在連續(xù)氣體分析儀中，我們根據(jù)其安裝方式的不同，可分為原位式和取樣式。在連續(xù)氣體分析儀中，我們根據(jù)其測(cè)量原理的不同，可分為在線光譜氣體分析儀、在線熱學(xué)式氣體分析儀、在線順磁式氧氣分析儀、在線電化學(xué)式氣體分析儀及其他在線連續(xù)氣體分析儀。
在線光譜氣體分析儀（又稱之為在線光學(xué)式氣體分析儀）是通過電磁輻射與物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生輻射的吸收，引起原子、分子內(nèi)部量子化能級(jí)之間的躍遷，從而測(cè)量輻射波長或強(qiáng)度變化的一類光學(xué)分析方法。按照被分析物質(zhì)（分子或是原子）的吸收光譜或發(fā)射光譜分類，在線光譜氣體分析儀可分為分子吸收光譜法，分子發(fā)射光譜法，原子吸收/發(fā)射光譜法及其他光譜類分析法。在使用分子吸收光譜法的在線光譜氣體分析儀中，依據(jù)分子吸收光譜的不同波長范圍，可分為紅外光譜分析儀，近紅外光譜分析儀，傅里葉紅外光譜分析儀，激光光譜分析儀，紫外光譜分析儀及紫外-可見光光譜分析儀。
本文將針對(duì)在線光譜連續(xù)氣體分析儀中的紅外分子吸收光譜，即在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀的技術(shù)現(xiàn)狀、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)做出闡述。
2 測(cè)量原理
電磁輻射是以極快速度通過空間傳播的光量子流，是一種能量的形式，電磁輻射具有波動(dòng)性與微粒性。按照頻率分類，從低頻率到高頻率，電磁輻射波譜包括無線電波，微波，紅外線，可見光，紫外線，X射線和伽馬射線等。
電磁輻射通常以頻率，波長或光子能量這3種物理量中的任意一種來描述，即通過普朗克方程式表達(dá)。E=hv=hc/λ [ E:光子能量，v：頻率，h：普朗克常數(shù)，c：光速，λ：波長（波長λ在不同范圍內(nèi)采用不同的單位表示，γ射線，x射線，可見光和紫外光采用nm，紅外光采用μm，微波采用mm，射頻采用m）]。由此可見，波長與能量成反比，波長越短，能量越大；頻率與能量成正比，頻率越高，能量越大。
分子由原子和外層電子組成，各外層電子處在不同的能級(jí)中，而分子本身還有組成分子的各個(gè)原子間的振動(dòng)能級(jí)及分子自身的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)。當(dāng)從外界吸收電磁輻射能時(shí)，電子、分子、原子受到激發(fā)，會(huì)從較低能級(jí)躍遷到較高能級(jí)。分子振動(dòng)能級(jí)的基頻位于中紅外波段，因此中紅外吸收能力強(qiáng)，靈敏度高。因此在線光譜分析技術(shù)以中紅外光譜分析（2.5～15μm）應(yīng)用最為成熟，特別是采用紅外線的在線紅外氣體分析技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。
紅外線是電磁波譜中的一段，介于可見光區(qū)和微波區(qū)之間，因?yàn)樗诳梢姽庾V紅光界限之外，所以得名紅外光譜。在整個(gè)電磁波譜中紅外波段的熱功率最大，紅外輻射主要是熱輻射。在紅外氣體分析器中，使用的波長范圍通常在2.5～15μm之內(nèi)，主要集中在2.5～12μm 之間。紅外線通過裝在一定長度容器內(nèi)的被測(cè)氣體，然后測(cè)定通過氣體后的紅外線輻射強(qiáng)度I，依據(jù)比爾－朗伯特吸收定律 （I0：射入被測(cè)組分的光強(qiáng)度，I：經(jīng)被測(cè)組分吸收后的光強(qiáng)度， k：被測(cè)組分對(duì)光能的吸收系數(shù)， c：被測(cè)組分的摩爾百分濃度， l：光線通過被測(cè)組分的長度），可以得到被測(cè)組分的摩爾百分濃度，從而完成測(cè)量應(yīng)用。當(dāng)某一波長紅外輻射的能量恰好等于某種分子振動(dòng)能級(jí)的能量之差時(shí)，就會(huì)被該種分子吸收，并產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)能級(jí)躍遷，這一波長便稱為該種分子的特征吸收波長。
3 分類及特點(diǎn)
紅外氣體分析儀按照光源發(fā)出的光是否經(jīng)過分光分為分光型和非分光型紅外氣體分析儀。固定分光型（CDIR）采用分光系統(tǒng)，使通過氣室的輻射光譜與待測(cè)組分的特征吸收光譜吻合，其優(yōu)點(diǎn)是選擇性好，缺點(diǎn)是光束能量會(huì)減小，靈敏度不高。非分光型（NDIR）是指光源發(fā)出的連續(xù)光譜全部投射到待測(cè)樣品上，待測(cè)組分吸收其各個(gè)特征波長譜帶的紅外光，吸收具有積分性質(zhì)，其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，高信噪比和良好的穩(wěn)定性，缺點(diǎn)是待測(cè)樣品中的其他組分的重疊吸收峰會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生干擾。
紅外氣體分析儀按照光學(xué)系統(tǒng)不同分為雙光路和單光路紅外氣體分析儀。雙光路是從兩個(gè)相同的光源或從精確分配的一個(gè)光源發(fā)出兩路彼此平行的紅外光束，分別通過幾何光路相同的分析氣室、參比氣室后進(jìn)入檢測(cè)器。單光路是從光源發(fā)出單束紅外光，只通過一個(gè)幾何光路。但對(duì)于檢測(cè)器，接收到的是兩個(gè)不同波長的紅外光束，只是它們到達(dá)檢測(cè)器的時(shí)間不同。即利用調(diào)制盤的旋轉(zhuǎn)，將光源發(fā)出的光調(diào)制成不同波長的紅外光束，輪流通過分析氣室送往檢測(cè)器，實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的雙光路。
紅外氣體分析儀按照檢測(cè)器類型的不同分為薄膜電容檢測(cè)器、微流量檢測(cè)器、半導(dǎo)體檢測(cè)器、熱釋電檢測(cè)器四種。而根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理的差別，又可以分成兩類，前兩種屬于氣動(dòng)檢測(cè)器，后兩種屬于固體檢測(cè)器。氣動(dòng)檢測(cè)器靠氣動(dòng)壓力差工作，薄膜電容檢測(cè)器中的薄膜振動(dòng)靠這種壓力差驅(qū)動(dòng)，微流量檢測(cè)器中的流量波動(dòng)也是由這種壓力差引起。不分光紅外（NDIR）源自氣動(dòng)檢測(cè)器，只對(duì)待測(cè)氣體特征吸收波長的光譜有靈敏度，不需要分光就能得到很好的選擇性。半導(dǎo)體檢測(cè)器和熱釋電檢測(cè)器的檢測(cè)元件均為固體器件，固體檢測(cè)器直接對(duì)紅外輻射能量有響應(yīng)，對(duì)紅外輻射光譜無選擇性，這種紅外分析屬于固定分光型（CDIR）。從優(yōu)點(diǎn)上看，氣動(dòng)檢測(cè)器的檢出限和靈敏度很好，而固體檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整容易。
紅外氣體分析儀按照檢測(cè)組分?jǐn)?shù)量的不同分為單組分和多組分。紅外氣體分析儀按照結(jié)構(gòu)形式的不同分為防爆和非防爆。紅外氣體分析儀按照安裝結(jié)構(gòu)的不同分為機(jī)架式、臺(tái)式、壁掛式、柜式及便攜式。
紅外氣體分析儀的主要特點(diǎn)有：
1）能測(cè)量多種氣體。除惰性氣體和具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)無極性的雙原子分子氣體外，CO、CO2、NO、SO2、NH3等無機(jī)物、CH4、C2H4等烷烴、烯烴和其他烴類及有機(jī)物都可用紅外分析器進(jìn)行測(cè)量。
2）測(cè)量范圍寬。可分析氣體的上限達(dá)100％，下限達(dá)幾個(gè)ppm濃度。甚至精細(xì)化處理后，還可進(jìn)行痕量（ppb）分析。
3）靈敏度高。具有很高的檢測(cè)靈敏度，氣體濃度的微小變化都能分辨出來。
4）測(cè)量精度高。一般在±2％F.S.，也有達(dá)到或優(yōu)于±1％F.S.。分析精度較高且穩(wěn)定性好。
5）反應(yīng)快。響應(yīng)時(shí)間T90一般在10s以內(nèi)。
6）具有良好的選擇性。紅外氣體分析儀具有很高的選擇性系數(shù)，因此它特別適用于對(duì)多組分混合氣體中某一待分析組分的測(cè)量，而且當(dāng)混合氣體中一種或幾種組分的濃度發(fā)生變化時(shí)，并不影響對(duì)待分析組分的測(cè)量。因此，紅外氣體分析儀只要求背景氣體的干燥、清潔和無腐蝕性，而對(duì)背景氣體的組成及各組分的變化要求不嚴(yán)。
4 光學(xué)系統(tǒng)部件
紅外氣體分析儀主要由發(fā)送器和測(cè)量電路兩大部分構(gòu)成，發(fā)送器可算作紅外氣體分析儀的“心臟”，它將被測(cè)組分的濃度變化轉(zhuǎn)化為某種電參數(shù)的變化，再通過相應(yīng)的測(cè)量電路轉(zhuǎn)換成電壓或電流輸出。發(fā)送器又由光學(xué)系統(tǒng)和檢測(cè)器兩部分組成，光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成部件主要有：紅外輻射光源組件，包括紅外輻射光源、反射體和切光（頻率調(diào)制）裝置；氣室和濾光元件，包括測(cè)量氣室、參比氣室、濾波氣室和干涉濾光片。
按發(fā)光體的種類分，紅外輻射光源有合金絲光源、陶瓷光源、半導(dǎo)體光源等；按光能輸出形式分，有連續(xù)光源和斷續(xù)光源兩類；按輻射光譜的特征分，有廣譜（寬譜）光源和干涉光源兩類；從光路結(jié)構(gòu)考慮，又有單光源和雙光源之分。
在不同發(fā)光體的紅外輻射光源中，合金絲光源多采用鎳鉻絲，繞制成螺旋形或錐形。鎳鉻絲被加熱到700℃左右，其輻射光譜的波長主要集中在2～12μm范圍內(nèi)。合金絲光源的優(yōu)點(diǎn)是光譜波長非常穩(wěn)定，能長時(shí)期高穩(wěn)定性工作。缺點(diǎn)是長期工作會(huì)產(chǎn)生微量氣體揮發(fā)。
陶瓷光源是通過對(duì)兩片陶瓷夾層之間印刷在上面的黃金加熱絲加熱，使得陶瓷片受熱后發(fā)射出紅外光。陶瓷光源的優(yōu)點(diǎn)是壽命長，物理性能特別穩(wěn)定，不產(chǎn)生微量氣體，是密封式安全隔爆的。缺點(diǎn)是易受溫度影響，對(duì)控制它的電氣參數(shù)敏感。
半導(dǎo)體光源包括紅外發(fā)光二極管（IRLED）和半導(dǎo)體激光光源兩類。半導(dǎo)體光源的譜線寬度很窄，可將其集束成焦平面陣列以形成多譜帶光譜，再使用二極管陣列檢測(cè)器檢測(cè)，發(fā)射波長與半導(dǎo)體材料有關(guān)。半導(dǎo)體光源的優(yōu)點(diǎn)是可以工業(yè)化生產(chǎn)，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)是對(duì)溫度極為敏感，光譜波長穩(wěn)定性較差。
以光能輸出形式分類的光源中，連續(xù)光源是指其發(fā)出的光能量（輻射）是連續(xù)不斷的，即輻射光能量不隨時(shí)間發(fā)生變化。斷續(xù)光源是隨時(shí)間變化的，如脈沖光源。
以輻射光譜特征分類的光源中，廣譜光源的覆蓋波長是從1μm到15～20μm，寬譜光源通常在2～5μm。干涉光源以激光為典型，是一種高度單色性的相干光，其譜線寬度極小，通常只有幾個(gè)nm，優(yōu)點(diǎn)是背景干擾可以忽略不計(jì)。
以光路結(jié)構(gòu)分類的光源中，單光源用于單光路和雙光路兩種光學(xué)系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是避免了雙光源性能不一致帶來的誤差，但缺點(diǎn)是要做到兩束光的能量基本相等，在安裝和調(diào)試上難度很大。雙光源僅用于雙光路系統(tǒng)，其優(yōu)缺點(diǎn)恰好與單光源相反，安裝、調(diào)試容易，但調(diào)整兩路光的平衡難度較大。
在反射體和切光（頻率調(diào)制）裝置中，反射體主要是保證紅外光以平行光形式發(fā)射，減少因折射造成的能量損失。因此，對(duì)反射體的反射面要求很高，表面不易氧化且反射效率高。切光（頻率調(diào)制）裝置包括切光片和切光馬達(dá)，切光片由切光馬達(dá)帶動(dòng)，其作用是把紅外光變成斷續(xù)的光，即對(duì)紅外光進(jìn)行頻率調(diào)制。使的檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)成為交流信號(hào)，便于放大器放大。
在氣室和濾光元件中，測(cè)量氣室和參比氣室的結(jié)構(gòu)基本相同，外形都是圓筒形，筒的兩端用晶片密封。測(cè)量氣室連續(xù)地通過待測(cè)氣體，參比氣室完全密封并充有中性氣體（多為N2）。氣室的主要技術(shù)參數(shù)有：長度、直徑和內(nèi)壁粗糙度。而氣室的窗口材料（晶片）通常安裝在氣室端頭，既要保證整個(gè)氣室的氣密性，同時(shí)要具有高的透光率，還能起到部分濾光的作用。因此要求晶片應(yīng)有高的機(jī)械強(qiáng)度，對(duì)特定波長有高的“透明度”，還要耐腐蝕、潮濕，抗溫度變化等。窗口材料所使用的晶片材料有多種，如：ZnS（硫化鋅）、ZnSe（硒化鋅）、BaF2（氟化鋇）、CaF2（氟化鈣，螢石）、LiF2 （氟化鋰）、NaCl（氯化鈉）、KCl（氯化鉀）、SiO2（熔融石英）、藍(lán)寶石等。其中氟化鈣和熔融石英晶片使用最廣泛。
紅外線氣體分析儀中常用的濾光元件有兩種，一種是早期采用且現(xiàn)在仍在使用的濾波氣室，一種是現(xiàn)在普遍采用的干涉濾光片。濾波氣室的結(jié)構(gòu)和參比氣室一樣，只是長度較短。濾波氣室內(nèi)部充有干擾組分氣體，吸收其相對(duì)應(yīng)的紅外能量以抵消被測(cè)氣體中干擾組分的影響。濾光片則是一種形式簡(jiǎn)單的波長選擇器，它是基于各種不同的光學(xué)現(xiàn)象（吸收、干涉、選擇性反射、偏振等）而工作的。從應(yīng)用上看，濾光片是一種待測(cè)組分選擇器，而濾波氣室是一種干擾組分過濾器。
5 檢測(cè)器
薄膜電容檢測(cè)器又稱薄膜微音檢測(cè)器，由金屬薄膜片動(dòng)極和定極組成電容器，當(dāng)接收氣室內(nèi)的氣體壓力受紅外輻射能的影響而變化時(shí)，推動(dòng)電容動(dòng)片相對(duì)于定片移動(dòng)，把被測(cè)組分濃度變化轉(zhuǎn)變成電容量變化。結(jié)構(gòu)如圖3所示，薄膜電容檢測(cè)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。薄膜材料以前多為鋁鎂合金，厚度為5～8μm，近年來則多采用鈦膜，其厚度僅為3μm。定片與薄膜間的距離為0.1～0.03mm，電容量為40～100pF ，兩者之間的絕緣電阻＞105MΩ。
接收氣室的結(jié)構(gòu)有并聯(lián)型（左、右氣室并聯(lián)）和串聯(lián)型（前、后氣室并聯(lián)）兩種，圖3所示為并聯(lián)型。薄膜電容檢測(cè)器是紅外線氣體分析儀長期使用的傳統(tǒng)檢測(cè)器。
優(yōu)點(diǎn)是溫度變化影響小、選擇性好、靈敏度高，但須密封并按交流調(diào)制方式工作。缺點(diǎn)是薄膜易受機(jī)械振動(dòng)的影響，接收氣室漏氣即使有微漏也會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)器失效，調(diào)制頻率不能提高，放大器制作比較困難，體積較大等。
微流量檢測(cè)器是一種利用敏感元件的熱敏特性測(cè)量微小氣體流量變化的檢測(cè)器。其傳感元件是兩個(gè)微型熱絲電阻，和另外兩個(gè)輔助電阻組成惠斯通電橋。
熱絲電阻通電加熱至一定溫度，當(dāng)有氣體流過時(shí)，帶走部分熱量使熱絲元件冷卻，電阻變化，通過電橋轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)。
微流量傳感器中的熱絲元件有兩種，一種是柵狀鎳絲電阻，簡(jiǎn)稱鎳格柵，它是把很細(xì)的鎳絲編織成柵欄狀制成的。這種鎳格柵垂直裝配于氣流通道中，微氣流從格柵中間穿過。另一種是鉑絲電阻，在云母片上用超微技術(shù)光刻上很細(xì)的鉑絲制成。這種鉑絲電阻平行裝配于氣流通道中，微氣流從其表面通過。
測(cè)量管內(nèi)裝有兩個(gè)柵狀鎳絲電阻，和另外兩個(gè)輔助電阻組成惠斯通電橋。鎳絲電阻由恒流電源供電加熱至一定溫度。當(dāng)流量為零時(shí)，測(cè)量管內(nèi)的溫度分布如圖1-11-4下部虛線所示，相對(duì)于測(cè)量管中心的上下游是對(duì)稱的，電橋處于平衡狀態(tài)。當(dāng)氣體流過時(shí)，氣流將上游的部分熱量帶給下游，導(dǎo)致溫度分布變化如實(shí)線所示，由電橋測(cè)出兩個(gè)鎳絲電阻阻值的變化，得到其溫度差ΔT，然后利用質(zhì)量流量與氣體含量的關(guān)系計(jì)算出被測(cè)氣體的實(shí)際濃度。
當(dāng)使用某一特定范圍的氣體時(shí)，質(zhì)量流量qm可理解為與鎳絲電阻之間的溫度差ΔT成正比。Oa段為儀表正常測(cè)量范圍，測(cè)量管出口處氣流不會(huì)帶走熱量；超過a點(diǎn)后，流量增大到有部分熱量被帶走時(shí)呈現(xiàn)非線性，流量超過b點(diǎn)時(shí)則大量熱量被帶走。
半導(dǎo)體檢測(cè)器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)原理制成的，當(dāng)紅外光照射到半導(dǎo)體元件上時(shí)，半導(dǎo)體元件會(huì)吸收光子能量后使非導(dǎo)電性的價(jià)電子躍遷至高能量的導(dǎo)電帶，從而降低半導(dǎo)體的電阻，引起電導(dǎo)率的改變，所以又稱其為光電導(dǎo)檢測(cè)器或光敏電阻檢測(cè)器。
半導(dǎo)體檢測(cè)器使用的材料主要有銻化銦（InSb）、硒化鉛（PbSe）、硫化鉛（PbS）、碲鎘汞（HgCdTe）等。紅外氣體分析儀大多采用銻化銦檢測(cè)器，也有采用硒化鉛、硫化鉛檢測(cè)器的。銻化銦檢測(cè)器在紅外波長3～7μm范圍內(nèi)具有高響應(yīng)率，在此范圍內(nèi)CO、CO2、CH4、C2H2、NO、SO2、NH3等幾種氣體均有吸收帶，其響應(yīng)時(shí)間僅為5×10－6 s 。
半導(dǎo)體檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、體積小、壽命長、響應(yīng)迅速。與氣動(dòng)檢測(cè)器相比，它采用更高的調(diào)制頻率，使信號(hào)的放大處理更為容易。它與窄帶干涉濾光片配合使用，可以制成通用性強(qiáng)、快速響應(yīng)的紅外氣體分析儀。缺點(diǎn)是半導(dǎo)體元件受溫度變化影響大。
熱釋電檢測(cè)器是基于紅外輻射產(chǎn)生的熱效應(yīng)為原理的檢測(cè)器，分為把多支熱電偶串聯(lián)在一起形成的熱電堆檢測(cè)器和以熱電晶體的熱釋電效應(yīng)為原理的熱釋電檢測(cè)器兩類。熱電堆檢測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)是長期穩(wěn)定性好，但它對(duì)溫度非常敏感，不適合作為精密儀器的檢測(cè)器，多用在紅外型可燃?xì)怏w檢測(cè)器。熱釋電檢測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)是波長響應(yīng)范圍廣、檢測(cè)精度較高、反應(yīng)快，可在室溫的條件下工作。以前多用在傅里葉變換紅外分析儀中，響應(yīng)速度很快，實(shí)現(xiàn)高速掃描。現(xiàn)在也已廣泛用在紅外氣體分析儀中。
在晶體的兩個(gè)端面上加直流電場(chǎng)，晶體內(nèi)部的正負(fù)電荷向陰極和陽極表面移動(dòng)，使得晶體的一個(gè)表面帶正電，另一個(gè)表面帶負(fù)電，出現(xiàn)極化現(xiàn)象。對(duì)大多數(shù)晶體來說，當(dāng)去掉外加電場(chǎng)后，極化狀態(tài)就會(huì)消失，但有一類叫“鐵電體”的晶體例外，外加電場(chǎng)去掉后，它仍能保持原來的極化狀態(tài)。鐵電體的特性是溫度愈高則極化強(qiáng)度愈低，溫度愈低則極化強(qiáng)度愈高，當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)，極化狀態(tài)會(huì)突然消失。利用已極化的鐵電體，隨著溫度升高其表面積聚電荷降低，即相當(dāng)于釋放電荷，利用極化強(qiáng)度隨溫度轉(zhuǎn)移這一現(xiàn)象制成的檢測(cè)器稱為熱釋電檢測(cè)器。
熱釋電檢測(cè)器常用的晶體材料是硫酸三苷肽（NH2CH2COOH）3H2SO4 （TGS）、氘化硫酸三苷肽（DTGS）和鉭酸鋰（LiTaO3 ）。熱釋電檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)和電路圖。為減小機(jī)械振蕩和熱傳導(dǎo)的損失，檢測(cè)器被封裝成管，管內(nèi)抽真空或充氪等氣體。
6 非分光型紅外氣體分析儀及生產(chǎn)廠家產(chǎn)品
在非分光型紅外氣體分析儀中，采用薄膜微音檢測(cè)器的廠家很多，進(jìn)口品牌有ABB（中國）有限公司、西克麥哈克分析儀器有限公司、英國仕富梅（SERVOMEX）公司、橫河（YOKOGAWA）電機(jī)（中國）有限公司、日本掘場(chǎng)（HORIBA）公司，國產(chǎn)品牌有北京北分麥哈克分析儀器有限公司、重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司等。
非分光型紅外氣體分析儀多采用串聯(lián)型的接收氣室。即在檢測(cè)器的內(nèi)腔中，位于兩個(gè)接收室的一側(cè)裝薄膜電容檢測(cè)器，使得參比氣室和測(cè)量氣室的兩路光束交替地射入檢測(cè)器的前、后接受室。在較短的前室充有被測(cè)氣體，這里輻射的吸收主要是發(fā)生在紅外光譜帶的中心處；在較長的后室也充有被測(cè)氣體，由于后室采用光錐結(jié)構(gòu)，它吸收譜帶兩側(cè)的邊緣輻射。利用被待測(cè)組分吸收后的紅外輻射把前、后室的氣體加熱，使其壓力上升，導(dǎo)致前、后室之間的檢測(cè)器內(nèi)電容器薄膜的壓力不相等，產(chǎn)生壓力差，而這個(gè)壓力差使電容器膜片位置發(fā)生變化，從而改變了電容器的電容量，因?yàn)檩椛涔庠匆?/span>被調(diào)制，因此電容的變化量通過電氣部件轉(zhuǎn)換為交流的電信號(hào)，經(jīng)放大后處理后得到待測(cè)組分的濃度。
這種串聯(lián)型的接收氣室的優(yōu)點(diǎn)是：零點(diǎn)穩(wěn)定（相對(duì)于圖3所示的并聯(lián)型接收氣室）。抗干擾組分影響的能力強(qiáng)。
非分光型紅外氣體分析儀的主要缺點(diǎn)是待測(cè)樣品各組分間有重疊的吸收峰時(shí)，會(huì)給測(cè)量帶來干擾。因此，除了采用串聯(lián)型接收氣室以外，還會(huì)采用干涉濾光片和濾波氣室對(duì)紅外光進(jìn)行濾波處理，但這兩種方式也會(huì)造成靈敏度的下降。
ABB（中國）有限公司的Uras26多組分紅外分析模塊：
它有兩個(gè)紅外分析模塊，每個(gè)模塊中帶兩個(gè)薄膜電容檢測(cè)器，串行連接在一起，分別接收不同輻射波段的紅外光束，可測(cè)量2種紅外吸收組分。上部的紅外分析模塊測(cè)量CO和SO2，下部的紅外分析模塊測(cè)量NO和CH4 ，儀器內(nèi)還加了一個(gè)電化學(xué)氧傳感器，總共可以測(cè)量4種紅外吸收組分和氧的濃度。在這兩個(gè)紅外分析模塊的光路中各插入一個(gè)校準(zhǔn)氣室輪，校準(zhǔn)氣室中填充一定濃度的被測(cè)氣體，相當(dāng)于滿量程標(biāo)準(zhǔn)氣的氣體吸收信號(hào)，不需要外接標(biāo)準(zhǔn)氣做標(biāo)定。
西克麥哈克分析儀器有限公司S700 MULTOR多組分紅外分析模塊：
S700 MULTOR多組分紅外分析模塊采用薄膜電容檢測(cè)器、串聯(lián)型接收氣室的雙光路。MULTOR多組分紅外分析模塊最多可分析3種組分。MULTOR多組分紅外分析模塊光路中插入有一個(gè)校準(zhǔn)氣室輪，校準(zhǔn)氣室中填充一定濃度的被測(cè)氣體，相當(dāng)于滿量程標(biāo)準(zhǔn)氣的氣體吸收信號(hào)，不需要外接標(biāo)準(zhǔn)氣做標(biāo)定。
北京北分麥哈克分析儀器有限公司雙光路紅外分析模塊：
采用單光源和薄膜電容檢測(cè)器，測(cè)量氣室和參比氣室采用“單筒隔半”型結(jié)構(gòu)，接收氣室屬于串聯(lián)型，有前、后兩室，兩者之間用晶片隔開。
重慶川儀自動(dòng)化股份有限公司川儀九廠紅外分析模塊：
E —檢測(cè)器
E1.1—檢測(cè)器測(cè)量接收氣室的前室
E1.2—檢測(cè)器測(cè)量接收室氣的后室
E2.1—檢測(cè)器參比接收氣室的前室
E2.2—檢測(cè)器參比接收氣室的后室
E4 —薄膜電容器的金屬薄膜（動(dòng)片）
HAE —供電電源和信號(hào)處理電子線路
M1—測(cè)量池的分析氣室
M2—測(cè)量池的參比氣室
Stl —紅外輻射源
E3 —半透半反窗（光學(xué)鏡片）
E5 —薄膜電容器的定片
M —測(cè)量池
St2 —光源部件
St3 —切光馬達(dá)
St4 —切光片
EK－毛細(xì)管通道
St5 —遮光板
屬于不分光型雙光路紅外分析器，采用串聯(lián)式薄膜電容檢測(cè)器，儀器的信息處理和恒溫控制等由微機(jī)系統(tǒng)完成。
在非分光型紅外氣體分析儀中，采用微流量檢測(cè)器的廠家不多，主要品牌有西門子（SIEMENS）（中國）有限公司。采用交變紅外雙光束（NDIR）測(cè)量原理，使用雙層檢測(cè)器和光耦合器來測(cè)量氣體。測(cè)量原理基于氣體分子具有特定的紅外光吸收波段，具有高選擇性，測(cè)量紅外吸收波段在2～9 μm范圍內(nèi)的氣體，例如 ：CO、 CO2、 NO、 SO2、 NH3、 H2O、CH4以及其他碳氫化合物。對(duì)于不同氣體產(chǎn)生的交叉干擾，采用帶有光耦合器的雙層檢測(cè)器，氣體填充的濾波氣室（分光器）或特殊濾光片來最大限度地降低這種交叉干擾。優(yōu)點(diǎn)是：雙層檢測(cè)器和光耦合器，選擇性好，使得復(fù)雜的氣體混合物也能可靠測(cè)量；檢測(cè)極限值低，實(shí)現(xiàn)了低濃度測(cè)量；氣路采用耐腐蝕性材料，可用于強(qiáng)腐蝕性氣體測(cè)量；樣氣室可清洗，節(jié)約成本；具有加熱型，實(shí)現(xiàn)高露點(diǎn)的應(yīng)用。
令人驚奇的微流量檢測(cè)器采用三明制的層狀設(shè)計(jì)，1mm2 面積內(nèi)分布24根熱絲，沒有麥克風(fēng)效應(yīng)。由于沒有可動(dòng)部件，因此不存在部件損耗。流量的變化與電信號(hào)呈良好的線性關(guān)系。
紅外光源被加熱到約700℃。光源發(fā)出的光經(jīng)過分光器被分成兩路相等的光束（測(cè)量光束和參比光束）。紅外光源可左右移動(dòng)以平衡光路系統(tǒng)。分光器同時(shí)具備濾波氣室的作用。參比光束通過充滿 N2的參比氣室，然后未經(jīng)衰減地到達(dá)右側(cè)檢測(cè)器。測(cè)量光束通過流動(dòng)著樣氣的測(cè)量氣室，并根據(jù)樣氣濃度的不同產(chǎn)生或多或少的衰減后到達(dá)左側(cè)檢測(cè)器。檢測(cè)氣室內(nèi)充滿特定濃度的待測(cè)氣體組分。檢測(cè)氣室被設(shè)計(jì)成雙層結(jié)構(gòu)。光譜吸收波段中間位置的光優(yōu)先被上層檢測(cè)氣室吸收，邊緣波段的光幾乎同樣程度地被上層檢測(cè)氣室和下層檢測(cè)氣室吸收。上層和下層檢測(cè)氣室通過微流量傳感器連接在一起。這種耦合意味著吸收光譜的帶寬很窄。光耦合器延長了下層檢測(cè)氣室的光程長度。改變滑動(dòng)調(diào)節(jié)件的位置，可以改變下層檢測(cè)氣室的紅外吸收。因此，最大限度減少某個(gè)干擾組分的影響是可能的。斬波器在分光器和氣室之間旋轉(zhuǎn)，交替地、周期性地切斷兩束光線。如果在測(cè)量氣室有紅外光被吸收，兩層檢測(cè)氣室之間就會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)氣流，該氣流被微流量傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。微流量傳感器中有兩個(gè)被加熱到大約 120℃的鎳格柵，這兩個(gè)鎳格柵和兩個(gè)電阻形成惠斯通電橋。脈動(dòng)氣流及緊密排列的鎳格柵導(dǎo)致電阻發(fā)生變化，這樣電橋失衡而產(chǎn)生輸出，電橋輸出信號(hào)的大小取決于氣體濃度。
紅外光源被加熱到約600℃。光源發(fā)出的光電斬波器調(diào)制成頻率為81/3Hz。紅外光束通過流動(dòng)著樣氣的測(cè)量氣室，并根據(jù)樣氣濃度的不同而產(chǎn)生或多或少的衰減。檢測(cè)器為兩層或3層結(jié)構(gòu)，充有特定濃度的待測(cè)氣體組分。
光譜吸收波段的中間位置的能量優(yōu)先被第一層檢測(cè)室吸收，邊緣波段的光則被第二層檢測(cè)器室和第三層檢測(cè)器室吸收。多層檢測(cè)氣室之間通過微流量傳感器連接在一起。上、下層之間的吸收經(jīng)微流量傳感器耦合，將吸收光譜的帶寬變窄，提高分辨精度、消除紅外交叉干擾。
改變滑片的位置，可以改變下層檢測(cè)氣室的紅外吸收。因此，最大限度減少某個(gè)干擾組分的影響是可能的。斬波器在分光器和氣室之間旋轉(zhuǎn)，交替地、周期性地切斷光線。如果在測(cè)量氣室有紅外光被吸收，多層檢測(cè)氣室之間就會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)氣流，該氣流被微流量傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。微流量傳感器中有兩個(gè)被加熱到120 oC 的鎳格柵，這兩個(gè)鎳格柵和兩個(gè)電阻形成惠斯通電橋。脈動(dòng)氣流及緊密排列的鎳格柵導(dǎo)致電阻發(fā)生變化，這樣電橋失衡而產(chǎn)生輸出，電橋輸出信號(hào)的大小取決于氣體濃度。
7 固定分光型紅外氣體分析儀及生產(chǎn)廠家產(chǎn)品
在固定分光型紅外氣體分析儀中，多采用固定檢測(cè)器的氣體濾光（GFC）技術(shù)和半導(dǎo)體干涉濾光片（IFC）技術(shù)。主要品牌有西克麥哈克分析儀器有限公司。
采用固體檢測(cè)器的紅外氣體分析儀，光學(xué)系統(tǒng)為單光路結(jié)構(gòu)，屬于固定分光型，雖然檢出限和靈敏度不如采用氣動(dòng)檢測(cè)器的雙光路分析儀，但優(yōu)點(diǎn)是：采用空間單光路系統(tǒng)，不存在因污染等原因造成的光路不平衡問題；采用時(shí)間雙光路系統(tǒng)，可使相同干擾因素對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的影響相互抵消；改變測(cè)量組分時(shí)，只需更換不同波長通帶的干涉濾光片；檢測(cè)器不漏氣，壽命長；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小。
濾波氣室輪上裝有兩種濾波氣室，一種是分析氣室M，充入氮?dú)猓硪环N是參比氣室R，充入高濃度的待測(cè)組分氣體。兩種濾波氣室間隔設(shè)置，當(dāng)濾波氣室輪在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，分析氣室和參比氣室交替進(jìn)入光路系統(tǒng)，形成時(shí)間上分割的測(cè)量、參比兩光路。光源發(fā)出的紅外光中能被待測(cè)組分吸收的僅僅是一小部分，為提高分析儀的選擇性，加入干涉濾光片，只有特征吸收波長附近的一小部分紅外光能通過濾光片進(jìn)入測(cè)量氣室。
光源發(fā)出的紅外光束經(jīng)濾光片輪加以調(diào)制后射向氣室。濾光片輪上裝有兩種干涉濾光片，其中一種是測(cè)量濾光片，另一種是參比濾光片。兩種濾光片交替進(jìn)入光路系統(tǒng)，形成時(shí)間上分割的測(cè)量、參比兩光路。兩種波長的紅外光束交替通過測(cè)量氣室到達(dá)檢測(cè)元件，被轉(zhuǎn)換成與紅外光強(qiáng)度（待測(cè)組分濃度）相關(guān)的交變信號(hào)。接收氣室是一個(gè)光錐縮孔，作用是將光路中的紅外光全部聚集到檢測(cè)元件上。
一般來說，常量分析或被測(cè)氣體吸收峰附近沒有干擾氣體的吸收，采用IFC技術(shù)；微量分析或被測(cè)氣體吸收峰附近存在干擾氣體的吸收，采用GFC技術(shù)。
西克麥哈克分析儀器有限公司MCS100E高溫型紅外線多組分氣體分析儀：
MCS100E是一種采用熱釋電檢測(cè)器的紅外氣體分析儀，可在高溫下進(jìn)行分析，最多能測(cè)量8種氣體組分。如圖1-11-17，MCS100E光學(xué)檢測(cè)單元。由光源部件、氣室部件和檢測(cè)器部件構(gòu)成。光源部件包括紅外光源和調(diào)制切光片，檢測(cè)器部件由濾光片輪、濾波氣室輪、紅外檢測(cè)器、前置放大器組成。如圖1-11-18，MCS100E光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。為單光路結(jié)構(gòu)，有兩個(gè)濾波輪，一個(gè)濾波輪可安裝8塊干涉濾光片，另一個(gè)濾波輪可安裝8個(gè)濾波氣室。檢測(cè)器接收到的一系列信號(hào)，通過微機(jī)確定的程序加以處理，計(jì)算出各組分的濃度。
西克麥哈克分析儀器有限公司FINOR多組分紅外分析模塊：
FINOR模塊采用脈沖光源，去除了切光系統(tǒng)，4塊濾光片平均布置在光路中，沒有濾光片輪，檢測(cè)器中裝在4個(gè)熱釋電元件，位置與4塊濾光片一一對(duì)應(yīng)，分別接受4個(gè)波長的紅外光能量。FINOR模塊可同時(shí)測(cè)量3種氣體組分，3種被測(cè)組分分別使用3個(gè)測(cè)量波分，1個(gè)參比波長是公用的。FINOR中無機(jī)械調(diào)制部件，成本低，可靠性較高。由于受光源功率和熱慣性的限制，測(cè)量量程寬，精度不高，滯后時(shí)間長。
8 模塊式多組分（紅外）氣體分析儀及生產(chǎn)廠家產(chǎn)品
模塊式多組分（紅外）氣體分析儀是由多個(gè)分析模塊（包括紅外、紫外、熱導(dǎo)、磁氧等）和一個(gè)電子單元組合在一起構(gòu)成，分析模塊相當(dāng)于傳統(tǒng)分析儀器的檢測(cè)器，電子單元相當(dāng)于信號(hào)處理器和顯示器。它實(shí)現(xiàn)一臺(tái)分析儀可以分析多個(gè)氣體組分的設(shè)想，降低了分析儀的制造成本，縮小了分析儀的安裝空間，減少了備品備件的數(shù)量。它適用在混合氣體中的多組分分析，或是取樣點(diǎn)集中的應(yīng)用，但對(duì)于取樣點(diǎn)比較分散，參與閉環(huán)控制或?qū)に嚥僮饔兄匾饔玫年P(guān)鍵組分，模塊式多組分分析是萬不可取的。
模塊式多組分（紅外）氣體分析儀的典型生產(chǎn)廠家有：
ABB（中國）有限公司的AO模塊化過程分析儀，主要分析模塊有：
Uras26 紅外分析模塊（薄膜電容檢測(cè)器）
Magnos206 氧分析模塊（磁力機(jī)械式）
Caldos25 熱導(dǎo)分析模塊（電阻絲熱敏元件）
Caldos27 熱導(dǎo)分析模塊（硅傳感器）
Multi-FID14 氫火焰離子化分析模塊
Limas 11 紫外分析模塊。
西克麥哈克分析儀器有限公司的S 700系列模塊式氣體分析儀，主要分析模塊有：
UNOR 單組分不分光式紅外吸收法（薄膜電容檢測(cè)器）
MULTOR 多組分不分光式紅外吸收法（薄膜電容檢測(cè)器）
THERMOR 單組分熱導(dǎo)法
FINOR 多組分相關(guān)紅外吸收法（半導(dǎo)體檢測(cè)器）
OXOR-P 順磁原理測(cè)氧（磁力機(jī)械式）
OXOR-E 電化學(xué)法測(cè)氧
西門子（ S I E M E N S ） （ 中國） 有限公司ULTRAMAT23紅外分析儀，主要分析模塊有：
紅外測(cè)量（最多可做3個(gè)紅外組分），燃料電池氧，順磁氧，電化學(xué)傳感器測(cè)H2S。
9 紅外氣體分析儀的應(yīng)用發(fā)展
在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀作為最早應(yīng)用的在線分析技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、冶金、石化、環(huán)保、生化、水泥、航天等各個(gè)領(lǐng)域。自1957年第一臺(tái)國產(chǎn)熱導(dǎo)型CO2在線氣體分析儀應(yīng)用開始，到上世紀(jì)80年代隨著石化、化肥、鋼鐵、電站等大型裝置的全套引進(jìn)，國外先進(jìn)的在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀進(jìn)入中國，并得以廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)90年代起，隨著傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，模塊化、小型化、數(shù)字化和智能化的在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀取得了顯著發(fā)展。在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀更以其可靠性高、準(zhǔn)確性好、實(shí)時(shí)性快、便于維護(hù)成為最廣泛應(yīng)用的在線分析儀器。
在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀正常使用時(shí)，需要考慮背景氣體和工作環(huán)境對(duì)儀器分析的影響。由于背景氣體中可能含有與待測(cè)組分特征吸收譜帶有交叉重疊的其他組分，因此通常會(huì)使用樣品處理、軟件扣除、加裝濾光氣室或加裝帶干擾組分分析模塊來消除這種影響。多數(shù)在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀還會(huì)采用參比通道設(shè)計(jì)來提高儀器的穩(wěn)定性。在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀需要定期通過標(biāo)準(zhǔn)氣體的標(biāo)定來確保儀器測(cè)量的準(zhǔn)確度。
由于環(huán)境溫度和樣品溫度都會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生影響，部分專業(yè)的在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀生產(chǎn)廠家會(huì)采用高溫恒溫控制測(cè)量氣室來消除這種影響。由于大氣壓力會(huì)改變樣品氣密度，從而改變氣體的紅外吸收率，因此采用樣品氣直排的紅外氣體分析儀會(huì)受到大氣壓力的影響，部分專業(yè)的在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀生產(chǎn)廠家會(huì)采用加裝大氣壓力測(cè)量元件，通過測(cè)量大氣壓力來補(bǔ)償這種影響。目前多數(shù)在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀生產(chǎn)廠家還會(huì)通過軟件處理來提高測(cè)量線性化范圍，抗交叉干擾技術(shù)、自動(dòng)標(biāo)定功能、修正溫度、修正壓力、修正漂移來確保儀器的可靠性、穩(wěn)定性及準(zhǔn)確度。
隨著紅外光譜技術(shù)的日趨成熟，“在線分析”“自動(dòng)化”及“系統(tǒng)集成”作為在線分析儀表的發(fā)展理念，將被各個(gè)生產(chǎn)廠家發(fā)展到新的應(yīng)用高度，而傳感技術(shù)元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的智能化則是發(fā)展的重點(diǎn)。
在對(duì)于分析檢測(cè)器的研究和應(yīng)用中，微流量傳感器的檢測(cè)方式將以其所消耗樣品少，系統(tǒng)誤差小、穩(wěn)定性好，更適用于過程分析而成為氣體檢測(cè)器發(fā)展應(yīng)用的主要方向。而檢測(cè)器的特殊封裝技術(shù)使得檢測(cè)器成為獨(dú)立的整體，更加方便的與樣品和參比氣室連接。集成檢測(cè)信號(hào)放大回路和嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展可以提高分析儀器的靈敏度，使得極微量組分的測(cè)量成為可能，同時(shí)極大地減小儀器的體積。
在新型器件的研究和應(yīng)用中，近紅外光譜和傅里葉變換紅外光譜在過程分析的突破將會(huì)成為紅外光譜技術(shù)發(fā)展的有力補(bǔ)充。利用介于可見光和中紅外光譜之間的近紅外光譜，不僅加速了其在傳統(tǒng)石油化工的油品調(diào)和應(yīng)用上的持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也使得其在傳統(tǒng)色譜分析應(yīng)用的天然氣行業(yè)應(yīng)用中有所突破，可實(shí)現(xiàn)C1～C5的應(yīng)用分析。而利用連續(xù)波長的紅外光源經(jīng)過傅里葉變換，得到樣品單光束光譜的傅里葉變換紅外光譜，使得其在垃圾焚燒等需要多組分在線分析的應(yīng)用成為可能。
在網(wǎng)絡(luò)通信的研究和應(yīng)用中，目前絕大多數(shù)在線分析儀器大多具備RS232或RS485通信接口，有些還具備Ethernet端口。既可輸出4～20mA模擬信號(hào)，又可實(shí)現(xiàn)與工藝過程控制的DCS控制連接。目前國外品牌大多會(huì)將Modbus或Profibus作為現(xiàn)場(chǎng)總線通信的選擇，發(fā)展集約化，模塊化，統(tǒng)一規(guī)格的現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)通信，發(fā)展與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)同步的高速網(wǎng)絡(luò)接口，將成為在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀網(wǎng)絡(luò)化研究的主要方向。
在遠(yuǎn)程維護(hù)的研究和應(yīng)用中，目前SIEMENS和ABB等國外品牌都已實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)網(wǎng)站，在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀可通過在現(xiàn)場(chǎng)直接上網(wǎng)，廠家的技術(shù)人員可通過遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)儀器的使用及在線故障判定，從而為用戶提供及時(shí)準(zhǔn)確的服務(wù)和維修信息。
在分析軟件技術(shù)的研究和應(yīng)用中，通過智能化技術(shù)，化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件技術(shù)，濾光處理及峰譜的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，使得在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀的抗交叉干擾分析，多組分紅外光譜分析、傅里葉紅外光譜分析都成為了可能，并取得了重要的突破。
在模塊化組合技術(shù)的研究和應(yīng)用中，通過采用包括紅外檢測(cè)模塊在內(nèi)的多元化傳感器組合，共用一個(gè)微計(jì)算機(jī)技術(shù)處理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多種氣體組分的同步測(cè)量，通過信息融合及計(jì)算軟件的應(yīng)用，確保了樣品的準(zhǔn)確性分析及實(shí)時(shí)性響應(yīng)。
在并行檢測(cè)技術(shù)的研究和應(yīng)用中，隨著用戶對(duì)在線分析應(yīng)用的認(rèn)可及推廣，用戶對(duì)同一樣品采用多個(gè)同樣檢測(cè)器測(cè)量，再通過智能處理系統(tǒng)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理及篩選，以提高在線分析的可靠性和準(zhǔn)確度的要求日趨強(qiáng)烈，并行檢測(cè)技術(shù)將得到極大地發(fā)展及推廣。而微流量檢測(cè)器和分析儀模塊小型化的實(shí)現(xiàn)，也使得并行檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用成為了可能。
綜上所述，作為工業(yè)過程控制應(yīng)用最廣泛的儀器，在線紅外光譜連續(xù)氣體分析儀在繼續(xù)保持其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的前提下，在提高測(cè)量穩(wěn)定性上，在提高分析儀準(zhǔn)確度上，在確保分析儀使用的安全性，在方便儀器的易維護(hù)性，在提高分析儀的功能成套化，在優(yōu)化數(shù)據(jù)處理及信息傳輸上都會(huì)有長足的進(jìn)步和發(fā)展。
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