Analyseur de gaz infrarouge de laboratoire

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Vue d'ensemble

L'analyseur de gaz infrarouge de laboratoire est un instrument de précision basé sur le principe de spectroscopie d'absorption infrarouge, utilisé pour détecter et analyser la composition et la concentration des gaz, largement utilisé dans la surveillance de l'environnement, le contrôle des processus industriels, les expériences de recherche scientifique, le diagnostic médical, la sécurité et la protection. Son principe de fonctionnement repose principalement sur la propriété physique que « différentes molécules de gaz ont des pics d'absorption caractéristiques pour une longueur d'onde spécifique de la lumière infrarouge».

Détails du produit

Lorsque la lumière infrarouge traverse le gaz à mesurer, les molécules de gaz absorbent la lumière infrarouge à une longueur d'onde spécifique correspondant à la vibration de leurs molécules, la transition de niveau d'énergie du rotor. En mesurant le degré d'atténuation de l'intensité lumineuse, en combinaison avec la loi de Lambert - beer, on peut calculer la concentration du gaz cible. Cette loi indique: le degré d'absorption de la lumière est directement proportionnel à la concentration du gaz et à la longueur du trajet optique.

Un analyseur de gaz infrarouge de laboratoire typique se compose de plusieurs éléments de base:

Source de lumière infrarouge: une source de rayonnement infrarouge à large bande stable, telle qu'un corps chauffant en céramique ou un barreau de carbone en silicium, est généralement utilisée pour fournir un spectre infrarouge continu.

Chambre d'échantillon (chambre à gaz): chambre dans laquelle circule le flux de gaz à mesurer et dont les parois internes sont spécialement traitées pour réduire les perturbations par adsorption et réflexion. La longueur de la chambre à gaz (trajet optique) est conçue en fonction des besoins de sensibilité de détection, le long trajet optique peut améliorer la capacité de détection à faible concentration.

Système de filtrage optique: utilisé pour séparer la lumière de la longueur d'onde d'absorption caractéristique du gaz cible. Les techniques courantes comprennent les filtres interférométriques à bande étroite (Ndir, infrarouge non dispersif) et les interféromètres infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). La technologie Ndir est simple, peu coûteuse et adaptée à une seule ou à quelques détections de gaz; FTIR peut analyser plusieurs gaz simultanément avec une résolution spectrale élevée, ce qui convient à l'analyse complexe de gaz mélangés.

Détecteur: convertit le signal lumineux infrarouge après le passage du gaz en signal électrique. Les détecteurs couramment utilisés sont les thermopiles, les détecteurs de type photoconducteur (par exemple, sulfure de plomb, tellurum - Mercure), etc. Les instruments modernes utilisent souvent une conception à double canal ou à canal de référence, en comparant le signal du chemin optique mesuré au chemin optique de référence, en éliminant efficacement les fluctuations de la source lumineuse et les interférences environnementales et en améliorant la stabilité de la mesure.

Système de traitement et de contrôle du signal: comprend un circuit d'amplification, un convertisseur analogique - numérique et un microprocesseur pour l'acquisition de données, le traitement algorithmique, le calcul de la concentration et l'affichage des résultats. Les instruments modernes sont généralement équipés d'interfaces de communication numériques qui permettent la surveillance à distance et la transmission de données.

Les Analyseurs de gaz infrarouges présentent de nombreux avantages: une bonne sélectivité et ne sont pas sensibles aux interférences croisées d'autres gaz (qui peuvent être efficacement distinguées par des filtres ou une analyse spectrale); Vitesse de réponse rapide, la mesure se fait généralement en quelques secondes à quelques dizaines de secondes; Pas besoin de consommer des réactifs, faible coût de fonctionnement; Une surveillance en ligne continue est possible.

Les gaz couramment mesurables comprennent le dioxyde de carbone (co₂), le monoxyde de carbone (CO), le méthane (ch₄), le dioxyde de soufre (so₂), les oxydes d'azote (noₓ), les composés organiques volatils (COV), etc. Par exemple, dans la surveillance des gaz à effet de serre, des analyseurs infrarouges de haute précision sont utilisés pour mesurer les variations de concentration de co₂ et de ch₄ dans l'atmosphère; Dans la sécurité des mines de charbon, pour la surveillance en temps réel de la concentration de ch₄ sous le puits en cas d'explosion; Dans l'analyse respiratoire, il peut être utilisé pour détecter le co ou le No dans l'air expiré du corps humain, aidant au diagnostic de la maladie.

Cependant, cette technique présente également des limites: elle ne permet pas de détecter les molécules diatomiques (telles que o₂, n₂, h₂) et les gaz inertes, du fait de leur absence de propriétés d'absorption infrarouge; La vapeur d'eau et la poussière peuvent interférer avec la mesure et doivent être équipées d'un dispositif de déshumidification, de filtration; Des étalonnages d'entretien réguliers sont nécessaires en cas d'humidité élevée ou d'environnement pollué.

En résumé, l'analyseur de gaz infrarouge de laboratoire est devenu le domaine de l'analyse des gaz en raison de sa haute sensibilité, de sa sélectivité et de sa stabilité élevées.Pas moinsLes outils. Avec le développement de la technologie des capteurs, des composants optiques miniaturisés et des algorithmes d'intelligence artificielle, les futurs Analyseurs de gaz infrarouges continueront d'évoluer vers une miniaturisation, une intelligence, une intégration Multi - composants et un faible coût.

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