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大多數(shù)氣體分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)光譜都在紅外波段。當(dāng)人射紅外輻射的頻率與分子的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)特征頻率相同時(shí)，紅外輻射就會(huì)被氣體分子所吸收，引起輻射強(qiáng)度的衰減。利用這種氣體分子對(duì)紅外輻射吸收的原理而制成的紅外氣體分析儀,具有測(cè)量精度高、速度快以及能連續(xù)測(cè)定等特點(diǎn)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。
在鋼鐵、石油化工、化肥、機(jī)械等工業(yè)部門,紅外氣體分析儀是生產(chǎn)流程控制的重要監(jiān)測(cè)手段;在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面,紅外氣體分析儀在高光效選種、作物光能利用測(cè)定以及糧食保管等工作中也發(fā)揮重要作用。此外,紅外氣體分析儀在環(huán)境污染成分檢測(cè)和醫(yī)學(xué)生理研究等方面也都有著許多成功的應(yīng)用。
便攜式紅外氣體分析儀，基于NDIR（Non-DispersiveInfra-Red）原理，即非分散紅外線原理設(shè)計(jì)制成的氣體分析儀器。工作原理是被測(cè)氣體對(duì)紅外線的選擇性吸收，是為環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境保護(hù)、職業(yè)衛(wèi)生、人防系統(tǒng)、衛(wèi)生監(jiān)督及疾控中心研制的便攜小型測(cè)量?jī)x器。此款儀器能快速、準(zhǔn)確地對(duì)環(huán)境中一氧化碳,濃度進(jìn)行檢測(cè)。
便攜式紅外氣體分析儀由兩個(gè)獨(dú)立的光源分別產(chǎn)生兩束紅外線該射線束分別經(jīng)過調(diào)制器，成為5Hz的射線。根據(jù)實(shí)際需要，射線可通過一濾光鏡減少背景氣體中其它吸收紅外線的氣體組分的干擾。
紅外線通過兩個(gè)氣室，一個(gè)是充以不斷流過的被測(cè)氣體的測(cè)量室，另一個(gè)是充以無吸收性質(zhì)的背景氣體的參比室。工作時(shí)，當(dāng)測(cè)量室內(nèi)被測(cè)氣體濃度變化時(shí)，吸收的紅外線光量發(fā)生相應(yīng)的變化，而基準(zhǔn)光束(參比室光束)的光量不發(fā)生變化。從二室出來的光量差通過檢測(cè)器，使檢測(cè)器產(chǎn)生壓力差，并變成電容檢測(cè)器的電信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)節(jié)電路放大處理后，送往顯示器以及總控的CRT顯示。該輸出信號(hào)的大小與被淵組分濃度成比例。
我們所用的檢測(cè)器是薄膜微音器。接收室內(nèi)充以樣氣中的待淵組分，兩個(gè)接收室中間用一個(gè)薄的金屬膜隔開，在兩測(cè)壓力不同時(shí)膜片可以變形產(chǎn)生位移，膜片的一側(cè)放一個(gè)固定的圓盤型電極?？蓜?dòng)膜片與固定電極構(gòu)成了一個(gè)電容變進(jìn)器的兩極。整個(gè)結(jié)構(gòu)保持嚴(yán)格的密封，兩接收氣室內(nèi)的氣體為動(dòng)片薄膜隔開，但在結(jié)構(gòu)上安置一個(gè)大小為百分之幾毫米的小孔，以使兩邊的氣體靜態(tài)平衡。輻射光束通過參比室、測(cè)量室后，進(jìn)入檢測(cè)器的接收室。被接收室里的氣體吸收，氣體溫度升高，氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，產(chǎn)生的熱膨脹形成的壓力增大。當(dāng)測(cè)量室內(nèi)通入零點(diǎn)氣(N2)時(shí)，來自兩氣室的光能平衡，兩邊的壓力相等，動(dòng)片薄膜維持在平衡位置，檢測(cè)器輸出為零。當(dāng)測(cè)量室內(nèi)通入樣氣時(shí)，測(cè)量邊進(jìn)入接收室的光能低于參比邊的，使測(cè)量邊的壓力減小，于是薄膜發(fā)生位移，故改變了兩極板問的距離，也改變了電容量C。
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