紅外氣體檢測(cè)技術(shù)具有極高的準(zhǔn)確性和靈敏度

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紅外氣體傳感器用一個(gè)廣譜的光源作為紅外傳感器的光源，光線(xiàn)穿過(guò)光路中的被測(cè)氣體，透過(guò)窄帶濾波片，到達(dá)紅外探測(cè)器。其工作原理是基于不同氣體分子的近紅外光譜選擇吸收特性，利用氣體濃度與吸收強(qiáng)度關(guān)系（朗伯-比爾Lambert-Beer定律）鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置。其主要由紅外光源、光路、紅外探測(cè)器、電路和軟件算法組成的光學(xué)傳感器，主要用于測(cè)化合物，例如：CH4、CO2、N2O、CO、SO2、NH3、乙醇、苯等，并包含絕大多數(shù)有機(jī)物。

由于各種物質(zhì)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，就決定了它們對(duì)不同波長(zhǎng)光線(xiàn)的選擇吸收，即物質(zhì)只能吸收一定波長(zhǎng)的光。物質(zhì)對(duì)一定波長(zhǎng)光的吸收關(guān)系服從朗伯一比爾(Lambert2Beer)吸收定律。下圖為NDIR紅外氣體分析原理圖：以CO2分析為例，紅外光源發(fā)射出1~20pm的紅外光，通過(guò)一定長(zhǎng)度的氣室吸后，經(jīng)過(guò)一個(gè)4.26pm波長(zhǎng)的窄帶濾光片后，由紅外傳感器監(jiān)測(cè)透過(guò)4.26um波長(zhǎng)紅外光的強(qiáng)度，以此表示CO2氣體的濃度。

紅外氣體檢測(cè)技術(shù)具有極高的準(zhǔn)確性和靈敏度，同時(shí)具有動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍大、響應(yīng)時(shí)間快、不易受其他氣體干擾等優(yōu)點(diǎn)。因此使用高精度、高靈敏度、穩(wěn)定耐用的在線(xiàn)或遠(yuǎn)程紅外氣體檢測(cè)儀，對(duì)保證天然氣安全生產(chǎn)具有重要意義。為此，針對(duì)現(xiàn)行檢測(cè)方法存在精度不足等問(wèn)題，采用紅外氣體傳感技術(shù)結(jié)合可調(diào)諧激光光譜與波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù)，對(duì)天然氣管道傳輸中的甲烷氣體泄漏進(jìn)行遠(yuǎn)距離檢測(cè)，提高了測(cè)量精度；采用譜線(xiàn)分析法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)含硫天然氣井噴或泄漏，在空氣中水蒸氣和甲烷氣體的干擾下，根據(jù)譜線(xiàn)交疊情況建立起二元一次方程組，能夠在不同濃度甲烷氣體干擾下同時(shí)計(jì)算出甲烷和硫化氫的濃度，在71.4 mg/m3的甲烷干擾氣體存在時(shí)，可以獲得的最低可探測(cè)硫化氫濃度為15.2 mg/m3，達(dá)到了安全生產(chǎn)的要求。研究結(jié)果證明，紅外氣體檢測(cè)技術(shù)在天然氣安全生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用前景。