淺述薄膜微音紅外氣體分析器

薄膜微音紅外氣體分析器

薄膜微音紅外氣體分析器的檢測器由鈦金屬薄膜片動極和定極組成，當接收氣室內的氣體壓力受紅外輻射能的影響而變化時，推動電容片相對定極移動，把被測組分濃度轉變成電容量變化。薄膜微音紅外氣體分析器在線氣體分析領域得到廣泛應用，大約占在線紅外分析器50％的份額。

原理結構

該儀器采用單光源和薄膜電容檢測器，測量氣室和參比氣室采用“單筒隔半”型結構，接收氣室屬于串聯型，有前、后兩室，二者之間用晶片隔開。

在檢測器的內腔中位于兩個接收室的一側裝有薄膜電容檢測器，通過參比氣室和測量氣室的兩路光束交替地射入檢測器的前、后吸收室。在較短的前室充有被測氣體，這里輻射的吸收主要是發生在紅外光譜帶的中心處，在較長的后室也充有被測氣體，由于后室采用光錐結構，它吸收譜帶兩側的邊緣輻射。 

當測量氣室通入不含待測組分的混合氣體 (零點氣)時，它不吸收待測組分的特征波長，紅外輻射被前、后接收氣室內的待測組分吸收后，室內氣體被加熱，壓力上升，檢測器內電容器薄膜兩邊壓力相等，接收氣室的幾何尺寸和充入氣體的濃度都是按上述原則設計的。

當測量氣室通入含有待測組分的混合氣體時，因為待測組分在測量氣室已預先吸收了一部分紅外輻射，使射入檢測器的輻射強度變小。此輻射強度的變化主要發生在譜帶的中心處，主要影響前室的吸收能量，使前室的吸收能量減小。被待測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，但能量平衡已被破壞，所以前、后室的壓力就不相等，產生了壓力差，此壓力差使電容器膜片位置發生變化，從而改變了電容器的電容量，因為輻射光源已被調制，因此電容的變化量通過電氣部件轉換為交流的電信號，經放大后處理后得到待測組分的濃度。

性能特點

穩定性好，非常適合在線使用。

靈敏度高，既可以分析常量氣體，又可以分析微量氣體，適用量程范圍廣。例如：分析器的微量量程0-10³10-6CO2， 0-30³10-6CO。

抗背景氣體干擾能力強，只有被檢測器內氣體吸收所對應的氣體才有靈敏度。

環境溫度影響小。環境溫度的變化對氣體吸收及檢測器的靈敏度有一定影響，但是如果對光學部件恒溫（45～50℃），且用軟件補償后，在工作溫度范圍內影響誤差可以控制在±1％以內。

當儀器劇烈振動時對測量會有一定影響。