紅外線二氧化碳分析儀

一、核心工作原理：朗伯-比爾定律

核心原理是氣體對(duì)特定波長(zhǎng)紅外線的選擇性吸收，遵循朗伯-比爾定律（Lambert-Beer Law）：  

當(dāng)紅外線穿過(guò)含有CO?的氣體時(shí)，CO?會(huì)強(qiáng)烈吸收其特征波長(zhǎng)的紅外光（CO?的特征吸收峰為4.26μm，此波長(zhǎng)不被空氣主要成分（N?、O?）吸收，干擾極小）；  

吸收強(qiáng)度與氣體中CO?的濃度和紅外光穿過(guò)氣體的光程長(zhǎng)度成正比——通過(guò)測(cè)量紅外光的衰減程度，即可反推出CO?的濃度。

二、儀器核心結(jié)構(gòu)組成

由以下5個(gè)關(guān)鍵模塊組成，各模塊協(xié)同實(shí)現(xiàn)“紅外發(fā)射→氣體吸收→信號(hào)檢測(cè)→濃度計(jì)算"的流程：

模塊名稱       核心功能                                                                 

1. 紅外光源    發(fā)射穩(wěn)定的、包含CO?特征波長(zhǎng)（4.26μm）的紅外線（常用鎢絲燈、半導(dǎo)體激光器）。 

2. 氣室        容納待檢測(cè)氣體的密封腔室（需耐腐蝕、低吸附，光程長(zhǎng)度固定，保證紅外光均勻穿過(guò)）。 

3. 濾光片      僅允許CO?特征波長(zhǎng)（4.26μm）的紅外光通過(guò)，過(guò)濾其他波長(zhǎng)光線，消除干擾。       

4. 紅外檢測(cè)器  接收經(jīng)過(guò)氣室吸收后的紅外光，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（常用光電二極管、熱釋電傳感器）。 

 5. 信號(hào)處理系統(tǒng)  放大檢測(cè)器輸出的電信號(hào)，通過(guò)朗伯-比爾定律公式計(jì)算CO?濃度，最終顯示/輸出結(jié)果（如數(shù)字屏、RS485通訊）。 

三、主要分類及適用場(chǎng)景

1. 按“測(cè)量方式"分類

 類型                     工作特點(diǎn)                              適用場(chǎng)景                                            在線式（連續(xù)監(jiān)測(cè)）  氣樣持續(xù)通入氣室，實(shí)時(shí)輸出CO?濃度，可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行（需定期校準(zhǔn)）。  工業(yè)過(guò)程控制（如發(fā)酵罐CO?監(jiān)測(cè)、電廠煙氣排放監(jiān)測(cè)）。

便攜式（現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)） 體積小、重量輕，自帶采樣泵或擴(kuò)散式進(jìn)氣，適合移動(dòng)檢測(cè)，單次測(cè)量或短期監(jiān)測(cè)。 

2. 按“氣室結(jié)構(gòu)"分類

流通式氣室：待檢測(cè)氣體通過(guò)采樣泵強(qiáng)制通入氣室，響應(yīng)速度快（通常<10秒），適合低濃度、需快速響應(yīng)的場(chǎng)景；  

擴(kuò)散式氣室：氣體通過(guò)自然擴(kuò)散進(jìn)入氣室，無(wú)需采樣泵，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)成本低，適合環(huán)境空氣等常壓、低流速場(chǎng)景。

四、關(guān)鍵性能指標(biāo)（選型/使用核心參考）

1. 測(cè)量量程：需匹配實(shí)際應(yīng)用的CO?濃度范圍（如室內(nèi)空氣：0~5000ppm；工業(yè)煙氣：0~5%/100%VOL）；  

2. 測(cè)量精度：通常以“±%FS（滿量程誤差）"或“±固定值"表示（如室內(nèi)型：±2%FS，工業(yè)型：±1%FS），精度越高，結(jié)果越可靠；  

3. 響應(yīng)時(shí)間：從氣體進(jìn)入氣室到顯示穩(wěn)定濃度的時(shí)間（通常<10~30秒），快速變化場(chǎng)景（如呼吸監(jiān)測(cè)）需選短響應(yīng)時(shí)間儀器；  

4. 穩(wěn)定性：長(zhǎng)期運(yùn)行的漂移程度（如8小時(shí)漂移<0.5%FS），穩(wěn)定性差會(huì)導(dǎo)致頻繁校準(zhǔn)，影響效率；  

5. 抗干擾能力：是否能排除水分（H?O）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH?）等氣體的干擾。

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