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淺談紅外線與紅外氣體分析技術

2021.04.07

紅外線是人們按照波長劃定的一段光譜范圍。紅外線本身也是屬于光的范疇，只是它的波長大于人眼能夠感知的光波長，所以在我們生活中看不到紅外線，但是我們可以感覺得到，如離的很遠就能感覺發熱物體的熱量，這就是發熱物體發出的紅外線照射到我們身體上產生的效果。

物質對光的吸收現象很早就受到了科學家的注意并進行了研究，科學家確認了不同物質只對特定波長的光有吸收，并且確定了吸收特性和數學計算公式。做為物質的各種氣體當然對光線有吸收，氣體的吸收光線波長不只一個，可能對應幾個不同的波長。而在中紅外波長這段光譜范圍內吸收最強，因為吸收強就意味著容易被檢測，所以大部分紅外線氣體分析都確定在這個光譜段內檢測分析。
我們一般說的紅外氣體分析儀，都是使用的輻射光源。這種光源是利用特殊材料制作的，特點是利用電能把它加熱到一定的溫度物質就向外發射紅外光。這種光源的使用材料容易得到，制作也相對簡單成本不高，而且這種光源發出的紅外光的光譜性能穩定能滿足要求，因此被廣泛采用。這種光源發出的光譜是連續的一段紅外光譜，不是單一的紅外光譜，用它照射氣體后穿過氣體射出的紅外線強度不能直接用探測器檢測，因為氣體只是吸收了很窄的一段波長的光，而光源發出的大部分波長的光沒有被吸收，所以探測器是無法準確檢測到光的衰減量的。
因此就需要在射出光與探測器之間增加一個濾光片，濾光片的作用是只允許有吸收的那個很窄的光通過，把其它的光全部阻擋住。這樣探測器的檢測結果就只反映了該氣體吸收光的情況，也就可以推算出氣體的濃度了。現在的探測器基本上都是工業生產的成品了，在生產中就已經把要求的濾光片加到探測器的窗口上了，加有不同的波長濾光片就標注檢測不同的氣體型號，方便了設計氣體分析儀表的選擇使用。

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