L'analyseur de gaz FTIR est un équipement de détection de gaz de haute précision basé sur la technologie de spectroscopie infrarouge, dont les principes de base, les caractéristiques techniques, les domaines d'application et les avantages de performance sont les suivants:
Principe de base: absorption infrarouge et transformation de Fourier
Mécanisme d'absorption infrarouge
Les Liaisons chimiques dans les molécules de gaz (telles que c - H, o - H, n ≡ N, etc.) ont des fréquences de vibration et de rotation spécifiques. Lorsque la lumière infrarouge (la gamme de longueur d'onde est généralement de 2,5 ~ 25 μm, ce qui correspond à 4000 ~ 400 cm⁻¹) traverse un échantillon de gaz, les molécules absorbent la lumière infrarouge correspondant à leur fréquence intrinsèque, formant un pic d'absorption caractéristique. En détectant la longueur d'onde et l'intensité de la lumière absorbée, la composition et la concentration du gaz peuvent être inversées.
Technologie de transformation de Fourier
Un spectromètre infrarouge de type dispersif traditionnel divise la lumière à travers un réseau, tandis que FTIR utilise un interféromètre de Michelson pour convertir la lumière infrarouge en signaux interférométriques.
Le signal interférentiel est converti par transformée de Fourier (algorithme mathématique) en spectrogramme d'absorption infrarouge, permettant une détection synchrone sur toute la bande, améliorant considérablement le rapport signal sur bruit et la résolution.
II. Caractéristiques techniques: Multi - composant, haute sensibilité, réponse rapide
Analyse synchrone Multi - composants
FTIR peut détecter simultanément des dizaines de gaz (tels que so₂, NOx, Co, co₂, ch₄, COV, etc.), couvrant une gamme de concentrations allant de PPM (Parties par million) à% niveaux. Par exemple, le gasmet dx4000 détecte les gaz polluants tels que so₂, No, Co, HCl, HF et les gaz à effet de serre tels que co₂, ch₄.
Haute sensibilité et résolution
La résolution peut atteindre 0,1 ~ 0,8 cm⁻¹, ce qui permet de distinguer les gaz de structure similaire (tels que co et n₂o).
Les limites de détection sont aussi faibles que ppb (Parties par milliard) que le thermo Fisher Max - IR FTIR peut atteindre ppt (Parties par milliard) dans la surveillance de l'oxyde d'éthylène.
Réponse rapide et surveillance en temps réel
Avec des vitesses de balayage allant jusqu'à 10 fois par seconde et des temps de réponse < 120 secondes, il convient à la surveillance dynamique des processus (par exemple, émissions de combustion, contrôle des processus industriels).
Equipé d'un système d'échantillonnage chauffé (température de fonctionnement jusqu'à 180 ° c), il empêche la condensation de gaz humide élevée et assure la précision des données.
Forte capacité anti - interférence
Grâce à l'algorithme de correction automatique des interférences spectrales, il peut éliminer les interférences croisées de la vapeur d'eau, du co₂ et d'autres gaz de fond, améliorant ainsi la fiabilité de la détection dans des environnements complexes.
Iii. Domaine d'application: environnement, industrie, couverture complète de la recherche scientifique
Surveillance environnementale
Surveillance de la pollution atmosphérique: détection des polluants tels que les COV, o₃, no₂, etc. dans l’air, évaluation de la qualité de l’air.
Surveillance des émissions industrielles: surveillance de la composition des gaz de combustion dans des industries telles que l'incinération des déchets, les fours à ciment, la fonte de fer et d'acier (par exemple so₂ NOx、HCl、HF), Aider les entreprises à respecter les émissions.
Surveillance des gaz à effet de serre: quantification des émissions de gaz à effet de serre tels que co₂, ch₄, n₂o, etc., soutien à l’échange de carbone et à la recherche sur les changements climatiques.
Contrôle des processus industriels
Optimisation de la combustion: surveillance en temps réel de la concentration en o₂, Co, co₂ pendant la combustion, optimisation de l'efficacité de la combustion et réduction des déchets de carburant.
Production sûre: détection des gaz toxiques dans la production chimique (par exemple, h₂s, nh₃), prévention des accidents de fuite.
Contrôle de la qualité: analyse de la composition des produits pétroliers (par exemple, essence, Diesel) pour assurer une qualité stable des produits.
Recherche scientifique
Cinétique des réactions chimiques: étude des intermédiaires et des produits réactionnels et découverte des mécanismes réactionnels.
Chimie atmosphérique: analyse des espèces à courte durée de vie telles que les radicaux libres, les précurseurs de l'ozone, etc. dans l'atmosphère.
Science des matériaux: étude du comportement d'adsorption et de désorption des gaz à la surface des matériaux.
Autres domaines
Diagnostic médical: détection de marqueurs tels que no, co dans les gaz respiratoires, aide au diagnostic de l'asthme, de la maladie pulmonaire obstructive chronique (mpoc).
Sécurité alimentaire: analyse de la concentration en o₂, co₂ à l'intérieur de l'emballage alimentaire pour prolonger la durée de conservation.
Médecine légale: détection de traces de substances telles que les résidus d'explosifs.
Avantage de performance: portabilité, intelligence, faible coût
Design Portable
Les Analyseurs de gaz FTIR modernes (par exemple gasmet dx4000, atmosfir) ont une conception légère (poids < 20 kg) et sont équipés d'une batterie au lithium et d'un module de télécommande sans fil permettant un déploiement rapide sur le terrain.
Logiciel intelligent
Base de données spectrale intégrée (avec ≥ 5000 spectres de composants) qui prend en charge les extensions auto - construites de l'utilisateur, permettant une analyse quantitative qualitative de type « plug - and - play».
Équipé de fonctions d'étalonnage automatique, de stockage de données et de transmission à distance pour réduire les erreurs de fonctionnement manuel.
Maintenance à faible coût
Aucun refroidissement à l'azote liquide (par exemple Cai 600Sc FTIR) n'est nécessaire pour réduire les coûts d'exploitation.
La conception modulaire facilite les réparations et les composants clés (p. ex. interféromètres, détecteurs) durent des dizaines de milliers d'heures.
V. Tendances du développement
Sensibilité accrue: repousse la limite de détection au niveau ppt grâce à une technologie d'amélioration optique telle que starboost.
Fusion Multi - techniques: combinaison de techniques telles que la GC (chromatographie en phase gazeuse), la MS (spectrométrie de masse) pour permettre l'analyse de composants gazeux plus complexes.
Ia enabled: optimisez l'analyse spectrale avec des algorithmes d'apprentissage automatique pour améliorer la précision des données dans des environnements complexes.
Télémétrie en circuit ouvert: développement de systèmes FTIR en circuit ouvert sur de longues distances (par exemple 500 mètres) pour la surveillance des fuites de gaz sur de grandes surfaces.
L'analyseur de gaz FTIR, avec ses avantages de composants multiples, de haute sensibilité et de réponse rapide, est devenu un outil indispensable dans le domaine de la surveillance de l'environnement, du contrôle industriel, de la recherche scientifique et d'autres domaines, et continuera à évoluer vers la portabilité et l'intelligence à l'avenir.