紅外線氣體分析器中常用的濾光元件有哪幾種

紅外線氣體分析器中常用的濾光元件有哪幾種

光源發(fā)出的紅外光通常是所謂廣譜輻射，比被測組分的吸收波段要寬得多。此外，被測 組分的吸收波段與樣氣中某些組分的吸收波段往往會發(fā)生交叉甚至重疊，從而對測量帶來干擾。因此必須對紅外光進行過濾處理，這種過濾處理稱為濾光或濾波。

紅外線氣體分析器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。

(1)濾波氣室

濾波氣室的結構和參比氣室一樣，只是長度較短。濾波氣室內(nèi)部充有干擾組分氣體，吸收其相對應的紅外能量以抵消(或減少)被測氣體中干擾組分的影響。例如 CO 分析器的濾 波氣室內(nèi)填充適當濃度的CO?和 CH?,將光源中對應于這兩種氣體的紅外波長吸收掉，使 之不再含有這些波長的輻射，則會消除測量氣室中CO?和 CH?的干擾影響。

濾波氣室的特點是：除干擾組分特征吸收峰中心波長能全吸收外，吸收峰附近的波長也 能吸收一部分，其他波長全部通過，幾乎不吸收。或者說它的通帶較寬，因此檢測器接收到 的光能較大，靈敏度高。其缺點是體積比干涉濾光片大，一般長50mm,發(fā)生泄漏時會失去 濾波功能。在深度干擾時，即干擾組分濃度高或與待測組分吸收波段交叉較多時，可采用濾波氣室。如果兩者吸收波段相互交叉較少時，其濾波效果就不理想。當干擾組分多時也不宜采用濾波氣室。

(2)干涉濾光片

濾光片是一種波長選擇器，有多種類型，按濾光原理可分為吸收濾光片、 干涉濾光片等，按濾光特點可分為截止濾光片、帶通濾光片等。目前紅外線氣體分析器中使  用的多為窄帶干涉濾光片。

干涉濾光片是一種帶通濾光片，根據(jù)光線通過薄膜時發(fā)生干涉現(xiàn)象而制成。

干涉濾光片可以得到較窄的通帶，其透過波長可以通過鍍層材料的折射率、厚度及層次 等加以調(diào)整，現(xiàn)代干涉濾光片已發(fā)展到采用幾十層鍍膜，通帶寬度最窄已達到0.1nm 左右。

干涉濾光片是一種“正濾波"元件，它只允許特定波長的紅外光通過，而不允許其他波 長的光通過，其通道很窄，常用于固定分光式儀器中的分光，個別場合也用于不分光式儀器 中的躲避干擾。濾波氣室是一種“負濾波"元件，它只阻擋特定波長的紅外光，而不阻擋其 他波長的光，其通道較寬，常用于不分光式儀器中的濾光，當用于固定分光式儀器中的分光 時，必須和干涉濾光片配合使用。上述適用場合的分析，基于不分光和固定分光這兩種測量 方式對波長范圍的要求，從應用意義上看，窄帶干涉濾光片是一種待測組分選擇器，而濾波氣室是一種干擾組分過濾器。