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紅外線分析儀的工作(zuo)原理基於一個重要的物理(li)性質：不同的氣體分子對特定(ding)波长的紅外線具有選擇性吸收(shou)能力。当氣體分子的振(zhen)動頻率與入射紅外光的頻率相匹配時(shi)，该分(fen)子才能吸收對應波长的紅外光谱辐射能(neng)，这是紅(hong)外線氣體浓度檢測的物理(li)基礎。國内生產的紅(hong)外線氣體分析儀采(cai)用镍铬丝作為光源，通過供給恒定電流使其温度升至700～900℃，由此发出波长範围在2～7μm的紅外線(xian)辐射。在这個特定(ding)的波长區間内，不同氣體表現出截然不(bu)同的吸收特性：對称的雙原子氣體（如O₂、H₂）和單原(yuan)子氣體(ti)（如Ar）在2～7μm範围内几乎不吸(xi)收紅外(wai)辐射能，因此无法被檢測；而多原子氣體則展現出強烈的選擇性吸收。例(li)如(ru)CO₂在4.25μm波段具有強吸(xi)收带，CO同樣在4.25μm處有吸收峰，NH₃在6.15μm處有(you)明顯吸收(shou)特征，H₂O在2.67μm處存(cun)在吸收谱(pu)線。CO₂紅外線浓度分析儀(yi)正是利(li)用CO₂分子在2～7μm波段内存在的強吸收带这(zhe)一特性來(lai)進行工作的，通過測量紅外線通過被測氣體后的衰(shuai)减程度(du)，可以準確反映被(bei)測(ce)氣體中CO₂的浓(nong)度含量(liang)。

紅外線(xian)通過(guo)CO2氣體時，出射光強與入射光強的定量關系(xi)嚴格服(fu)从朗伯—貝爾定律，这(zhe)是紅外氣體檢測的理论基(ji)礎。其公式表現為：从式（1）的表達式(shi)可以(yi)看出，K值(zhi)對於某種特定的(de)待測組分而言是一個不變的常数，当(dang)入射光強I0和氣室长度L均確定的条件(jian)下，出射光強I就成(cheng)為待測組分浓度C的單值函(han)数。这一對應關系(xi)意味着，通過精確測(ce)量紅外光通過氣體(ti)介質后的透射光強度数值，就能够(gou)反演出氣體浓度的大小。然而(er)从式中(zhong)的指数形式看，光強度(du)I随着待測組分浓度的增(zeng)加而(er)以指数規律下降，呈現為非(fei)線性關系特征，这種非線性響應對儀表的刻度標定和測量準確性带來一定的误差(cha)影響。為了使紅外線氣體分析(xi)儀能够有(you)效進行非線性處理並提高測量精度，業(ye)界总結出兩種實用方(fang)法。

紅(hong)外分析儀在工業過程控製中的應用實践(jian)，我公司配置使用的儀器設備為北京西林子(zi)生(sheng)產的XLZ-1090型紅外線分析儀，该儀器的測量範围(wei)覆盖(gai)0～100% CO2浓度區間，能够满足不同工藝過程的监(jian)測需求(qiu)。

我公(gong)司的炉氣成分包括CO2、NH3、Na2CO3、粉尘、水蒸(zheng)氣等多種物質。炉氣在壓縮機的作用(yong)下，進入分离(li)器進(jin)行回收碱尘處理（分离效率達95%），通過离(li)心或重力沉降(jiang)原理有效去除顆粒性污染物，然后進(jin)入冷凝洗涤(di)塔采用冷母液對部分NH3及CO2進行洗涤形成冷凝液(ye)，進一步降低氣流中的氨氣和二氧化碳含量(liang)，随后炉氣再進入炉氣洗涤塔用洗(xi)水喷淋將炉氣中残留的氨(an)氣進行洗涤除氨。炉氣(qi)經過上(shang)述多級處理流程后，温度(du)降(jiang)到32℃左右(you)，能满足儀器使用(yong)要(yao)求。處理后的(de)炉氣主要成分是(shi)高浓度的CO2和微量NH3（200—300Mg/m³）、水氣、Na2CO3粉尘，这就是我們要測的樣氣。因為紅外(wai)線分析儀是精密儀器，對樣氣要求非常嚴格，微量NH3、H₂O、Na2CO3等雜(za)質成分(fen)长期作用會使氣室内壁腐蚀、晶片結垢，造成測(ce)量不準確和儀表的损坏(huai)，所以必须增加(jia)预處理單元將有害成(cheng)分盡量去除，以保障測(ce)量数據的準確性和儀器的长期稳定運(yun)行。

樣氣通過取樣管進入集水瓶(ping)的底部，然后从上(shang)部流出，这一設計目的是起到缓冲(chong)作用(yong)，防止炉氣管線中的水直(zhi)接進入分析(xi)儀内，保護儀器的測量精度。干燥罐(guan)的作用是將樣氣中(zhong)剩余水分吸收掉，確保進入后續(xu)分(fen)析環節的氣體含水量符合檢測要求。因為測量對(dui)象是CO2氣，所以(yi)干燥罐内不能采用硅(gui)胶作干燥剂，这是因為硅胶對CO2有(you)一定(ding)的吸附作用，其吸附CO2的量随時間增长而逐渐(jian)减低，會(hui)造(zao)成儀表示值逐渐偏高，引起測量误差不断增大，為此我們(men)選用氯化钙作為干燥(zao)剂，能够(gou)有效避免这類系統性偏差。滤尘罐(guan)内放入大量的脱脂棉花，其目的(de)是利用棉(mian)花的纖維結構滤掉樣氣中的微量Na2CO3粉尘，防止固體顆粒對(dui)測量(liang)造成干扰。經過(guo)这几道前處理工序，樣氣中只剩下CO2和微量NH3兩(liang)種成分，因為NH3的特征吸(xi)收波长是(shi)6.15μm與CO2的特征吸收波长4.25μm距离较远，微量NH3對CO2測量(liang)的影響很小，可以不用(yong)额外的滤波裝置，但(dan)是NH3具有一定的腐蚀性，因此測量室内應采(cai)用防(fang)NH3腐蚀的專用材料以延长儀器使用寿命。控製阀是用(yong)來控製取樣管(guan)内的流速，保證流量在0.2—0.5L/min的範围内，可以通(tong)過轉子流量計來實時监測和控製阀(fa)的開量大小。这種流量控製機製使氣體(ti)稳定地進入分析儀内進行不間断地測量，確保数(shu)據采集的连續性和準確性(xing)。

3 應用中(zhong)存在問題與解決措施(shi)在實际應用中，由於存在以下(xia)問題，使浓度分析儀(yi)不能正常使用(yong)，為此，我們针對各種問(wen)題，提出相應(ying)地解決措施，保(bao)證(zheng)了分析儀的準確測量和為化工平稳操作提供便利。

現場炉氣(qi)工藝条件存在(zai)缺陷，导致炉氣总管内(nei)液體(ti)夹带現象嚴重。这些液體經由取樣管路(lu)后進入预處(chu)理裝置，最終流入分析儀器的分析氣室中。由於液體中(zhong)含(han)有NaCO3等无機(ji)物質(zhi)，当其進入氣(qi)室並附着在晶片表面時，會對紅(hong)外線光路產(chan)生干扰和阻挡，破坏光學傳輸路径的(de)完整性(xing)，直接导致分析儀无法正常(chang)工作和測量。

       為了避(bi)免炉氣中液體(ti)對測量的影響，我(wo)們將取(qu)樣點開在炉氣管道的正上方，这樣管線中的冷凝液體(ti)和管道(dao)渣子不易進入取樣管，从取樣管出來后再接1個集水瓶（可用500mL的下口瓶），樣氣从(cong)下口瓶的下部進入，从上口出去，即使進入少量液(ye)體也會(hui)这这時集攒，这就避免(mian)液體進入儀器。假如液體進入分析(xi)儀致使无法(fa)使用，可这樣處理：將分析儀打(da)開，露出分析部件，不要拆卸分析部件的螺(luo)丝(si)，將樣氣入口和出口的胶皮管拔下接入加壓水枪，用(yong)蒸馏水來置换進入測量氣(qi)室的液體和結晶體，置换完后用高壓N2來吹干測量氣室中的水分，再經調校即可使用。