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不同原理的氣體分析儀器
現(xiàn)在熱門的氣體分析儀好像很多，一搜一大把，但是把所有熱門的氣體分析儀搜集在一起介紹的卻沒有，這讓剛接觸氣體分析儀的菜鳥們或者急需對(duì)氣體分析儀有一個(gè)大概了解的使用者們很苦惱。我曾經(jīng)對(duì)現(xiàn)在究竟有多少種氣體分析儀，它們都是什么使用原理也迷茫過，隨著接觸的次數(shù)增多，我總結(jié)了發(fā)電廠，生物工程，化肥，煉油，石油，油田錄井，煤化工，鋼鐵廠，水泥，陶瓷等行業(yè)中經(jīng)常用到的幾種氣體分析儀，供小蝦米們參考下吧，希望能幫到跟曾經(jīng)的我一樣的某些人，也許不是很齊全。現(xiàn)在就讓小編開始對(duì)熱門的氣體分析儀種類做一個(gè)簡單的介紹吧。
一、激光 氣體分析儀
（1）DLAS(DiodeLaserAbsorptionSpectroscopy)半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)的簡稱。
DLAS技術(shù)本質(zhì)上是一種光譜吸收技術(shù)，通過分析激光被氣體的選擇性吸收來獲得氣體的濃度。它與傳統(tǒng)紅外光譜吸收技術(shù)的不同之處在于，半導(dǎo)體激光光譜寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬。因此，DLAS技術(shù)是一種高分辨率的光譜吸收技術(shù)，半導(dǎo)體激光穿過被測(cè)氣體的光強(qiáng)衰減可用朗伯-比爾（Lambert-Beer）定律表述式得出，關(guān)系式表明氣體濃度越高，對(duì)光的衰減也越大。因此，可通過測(cè)量氣體對(duì)激光的衰減來測(cè)量氣體的濃度。
（2）拉曼激光 氣體分析儀
拉曼激光 氣體分析儀RLGA的核心部分是一個(gè)激光檢測(cè)裝置，其中的氦氖激光器可以發(fā)射一種安全的低功率單波激光到一個(gè)氣體測(cè)試腔內(nèi)。由于激光能量微弱，裝置內(nèi)部通過檢測(cè)腔兩端的反射鏡不斷進(jìn)行反射，將能量放大1000倍左右。光子與氣體分子發(fā)生碰撞后發(fā)生散射，產(chǎn)生一種不同于激光頻譜的光譜，而且不同分子散射出來的光譜是特定不相同的，這就是我們所稱的“拉曼散射光譜"。檢測(cè)腔內(nèi)壁裝有8個(gè)光學(xué)濾波器和光電傳感器，用來吸收和檢測(cè)不同分子的特定光譜頻率，從而得到8種不同待測(cè)氣體成分含量。根據(jù)這種原理，每種待測(cè)氣體的含量都是通過直接測(cè)量得到的，不需要任何的導(dǎo)算；RLGA的檢測(cè)精度更高；反應(yīng)速度更快。
拉曼激光 氣體分析儀RLGA內(nèi)部主要由激光檢測(cè)裝置和一臺(tái)集成工控PC組成，如圖1顯示。檢測(cè)裝置將原始光電信號(hào)通過I/O板卡轉(zhuǎn)換并傳輸?shù)絇C中進(jìn)行處理，Z后將經(jīng)過處理的檢測(cè)結(jié)果等數(shù)據(jù)通過監(jiān)控軟件顯示并保存起來，這些數(shù)據(jù)文件能在Excel等數(shù)據(jù)處理軟件中打開； LGA的監(jiān)控軟件由Think & Do組態(tài)軟件搭建，主界面上會(huì)顯示LGA的工作狀態(tài)和檢測(cè)結(jié)果等信息。進(jìn)入相應(yīng)的界面，還能對(duì)LGA的各種運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)置。其功能包括：氣體分析、零氣標(biāo)定、氣體范圍標(biāo)定、各種氣體的趨勢(shì)記錄、手動(dòng)操作界面、I/O板的通道狀態(tài)等。
l 激光檢測(cè)裝置：分析儀的心臟，主要由氦-氖激光單元、反光鏡、激光對(duì)準(zhǔn)搖擺盤、
光學(xué)器件、加熱單元、電源、干燥劑等組成（見圖1）。
l 流量控制組合：包括采樣泵、氣體控制單元、電源濾波單元等。
l 前面板：采樣氣入口和排氣裝置。
l 后面板：數(shù)據(jù)通訊端口，散熱裝置，光鏡吹掃氣入口。
l 電源組合：電源濾波單元、電源分配單元。
l 基于Windows平臺(tái)的PC機(jī)，輸出包括串、并口 、網(wǎng)絡(luò)、USB等等(見圖1)。
l 完整的監(jiān)控軟件一套（見圖2）。
二、氧分析儀：按照原理分為：
（1）氧化鈷，一般用于煙道排放或燃燒控制，取樣探頭可耐高溫及耐腐蝕，安裝方式為直接插入式或抽取式。
（2）順磁式，該類型分析儀響應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，常用于過程控制。順磁性氧分析儀利用氧分子具有順磁性，被測(cè)氣體引至內(nèi)置磁場(chǎng)，氧分子在磁場(chǎng)內(nèi)順應(yīng)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，在懸掛的啞鈴球上產(chǎn)生推力，通過測(cè)量啞鈴球的偏移而得出被測(cè)氣體中的氧含量。
（3）電化學(xué)氧分析儀，用于微量氧含量測(cè)量。
三、紅外分析儀
紅外分析儀根據(jù)Lambert-Beer定律，并采用NDIR（非色散紅外）原理，可選擇性在波長2-9um范圍內(nèi)測(cè)量多種組分，例如：一氧化碳，二氧化碳，二氧化硫，甲烷，一氧化氮以及一些簡單碳?xì)浠衔铩?nbsp;
NDIR型紅外分析儀按照光學(xué)系統(tǒng)劃分，可分為雙光路和單光路兩種：
（1）雙光路：從兩個(gè)相同光源或一個(gè)分配的單光源，發(fā)出兩路彼此平行的光束，分別通過分析氣室后和參比氣室后進(jìn)入檢測(cè)器。
（2）單光路：從光源發(fā)出單束紅外光，利用切光裝置將紅外光調(diào)制成不同波長的光束，輪流通過分析氣室進(jìn)入檢測(cè)器。
四、氣相色譜儀
氣相色譜儀應(yīng)含有原件：
（1）載氣：將樣品傳輸至色譜分離柱，之后至測(cè)量組件，載氣特性為惰性氣體，不應(yīng)與樣品和溶劑反應(yīng)。一般可選用且常用的載氣有氫氣，氮?dú)猓狻：夂芎?/span>的分離柱效果，氦氣用于熱導(dǎo)式測(cè)量組件，氫氣用于當(dāng)氦氣不能使用的場(chǎng)合，另一為氦氣和氫氣的混合氣可得到較快的響應(yīng)。
（2）取樣閥門，周期性地注入色譜柱分析所需要的測(cè)量樣品。
（3）分離色譜柱，將樣品分離為單個(gè)成分，分離色譜柱種類有成套分離柱和毛細(xì)管分離柱。
（4）檢測(cè)器，用于測(cè)量每個(gè)成分的組件，檢測(cè)器約有這些種類：
1）熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD） 2）氫火焰離子化檢測(cè)器（FID） 3）火焰光度檢測(cè)器（FPD） 4）電子捕獲檢測(cè)器5）質(zhì)譜檢測(cè)器。
五、質(zhì)譜儀
質(zhì)譜分析法是利用不同離子在電場(chǎng)或者磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的不同，把離子按質(zhì)荷比分離而得到質(zhì)量圖譜，可以得到樣品的定性定量結(jié)果。質(zhì)譜儀按照常用的質(zhì)量分離器不同可分為掃描磁扇式磁場(chǎng)質(zhì)譜儀和四極質(zhì)譜儀，飛行時(shí)間質(zhì)譜儀等幾種類型。目前工業(yè)應(yīng)用上通常采用的是掃描磁扇式質(zhì)譜儀。四極質(zhì)譜儀的靈敏度高，適合實(shí)驗(yàn)室或科學(xué)研究。掃描磁扇式的穩(wěn)定性和重復(fù)性較高，適合工業(yè)應(yīng)用。
工業(yè)質(zhì)譜儀主要由進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器和離子檢測(cè)器、真空系統(tǒng)、和與之配套的監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)七個(gè)部分組成。
六、總結(jié)
大家也許發(fā)現(xiàn)了我似乎比較偏愛激光 氣體分析儀中的拉曼激光 氣體分析儀，不僅是把她放在一開始介紹，介紹篇幅也Z大，Z詳細(xì)。呵呵，這算是我的一點(diǎn)私心吧，因?yàn)榻?jīng)過個(gè)人對(duì)氣體分析儀的了解，我比較喜歡的是拉曼激光 氣體分析儀。不是說廣州拉曼分析儀器有限公司有給我什么好處，或者說我崇洋媚外（這是美國的產(chǎn)品），而是拉曼激光 氣體分析儀似乎克服了其他氣體分析儀的缺點(diǎn)。首先是價(jià)格比質(zhì)譜儀的便宜，當(dāng)然，它比其他的要貴些的。其次是它響應(yīng)速度，靈敏度跟質(zhì)譜儀都是秒級(jí)的，比其他的氣體分析儀都快，很適合在線測(cè)量。還有就是它的量程大，精度高，Z讓我驚奇的是它體積就微波爐大小，還能同時(shí)測(cè)量八種以上氣體，再還有就是它日常護(hù)理和維修不需要技術(shù)人員，不用擔(dān)心造成工業(yè)停產(chǎn)。當(dāng)然也不是說其他氣體分析儀沒有自己的特點(diǎn)，如果說所測(cè)氣體比較單一，測(cè)量精度也不需要很高，不用在線測(cè)量的話，紅外線，氣相色譜儀也是很好的選擇，畢竟價(jià)格就是他們的很大優(yōu)勢(shì)。質(zhì)譜儀測(cè)量精度和反應(yīng)速度也很好，Z大特點(diǎn)是測(cè)量氣體種類可以無限增加，就是價(jià)格很高，維修需要技術(shù)人員實(shí)行。
