実験室赤外ガス分析器

交渉可能更新01/19

モデル

製造者の性質: プロデューサー

製品カテゴリー

原産地

オンラインコンサルト

概要

実験室赤外ガス分析器は赤外吸収スペクトル原理に基づいて、ガス成分と濃度を測定、分析するための精密機器であり、環境モニタリング、工業過程制御、科学研究実験、医療診断、安全防護などの分野に広く応用されている。その動作原理は主に「異なるガス分子が特定の波長の赤外光に特徴的な吸収ピークを持つ」という物理特性に基づいている。

製品詳細

赤外光が測定対象ガスを通過すると、ガス分子はその分子振動、回転子エネルギー準位遷移に対応する特定の波長の赤外光を吸収する。光強度の減衰度を測定し、ランベルト・ビル（Lambert-Beer）の法則を組み合わせることで、目標ガス濃度を算出することができる。この法則は、光の吸収の程度がガス濃度と光路長に比例することを示している。

典型的な実験室赤外ガス分析器は以下のいくつかのコア部分から構成される：

赤外光源：通常、セラミック加熱体やシリコン炭素棒などの安定した広帯域赤外放射源を用いて、連続的な赤外スペクトルを提供する。

試料チャンバ（ガスチャンバ）：測定されるガスが流れるチャンバであり、その内壁は特別な処理を経て吸着と反射干渉を低減する。ガス室長（光路）は検出感度のニーズに応じて設計され、長光路は低濃度検出能力を高めることができる。

光学フィルタリングシステム：目標ガス特徴吸収波長の光を分離するために使用される。一般的な技術としては、狭帯域干渉フィルタ（NDIR、非分散赤外線）とフーリエ変換赤外線（FTIR）干渉計が挙げられる。NDIR技術は構造が簡単で、コストが低く、単一または少数の気体検査に適している、FTIRは同時に多種のガスを分析することができ、スペクトル分解能が高く、複雑な混合ガス分析に適している。

検出器：ガス通過後の赤外光信号を電気信号に変換する。一般的な検出器には、熱電炉、光伝導型検出器（硫化鉛、テルルカドミウム水銀）などがある。現代計器は常に二重通路または参照通路の設計を採用し、測定光路と参照光路の信号を比較することにより、光源の波動と環境干渉を効果的に除去し、測定安定性を高める。

信号処理と制御システム：増幅回路、アナログデジタル変換器とマイクロプロセッサを含み、データ収集、アルゴリズム処理、濃度計算と結果表示を担当する。現代の計器は通常デジタル通信インタフェースを備え、遠隔監視とデータ伝送を実現することができる。

赤外ガス分析器には多くの利点がある：選択性が良く、他のガスの交差干渉を受けにくい（フィルターやスペクトル解析により有効に区別できる）、応答速度が速く、通常は数秒から数十秒で測定を完了する。試薬を消費する必要がなく、ランニングコストが低い、連続的なオンラインモニタリングが可能です。

一般的な測定可能ガスとしては、二酸化炭素（COタンタル）、一酸化炭素（CO）、メタン（CHタンタル）、二酸化硫黄（SOタンタル）、窒素酸化物（NOタンタル）、揮発性有機物（VOCs）などが挙げられる。例えば、温室効果ガスモニタリングにおいて、高精度赤外分析器は大気中のCOタンパ及びCHタンパの濃度変化を測定するために用いられ、炭鉱安全において、爆発を防ぐために坑内CHラン濃度をリアルタイムで監視するために使用する、呼吸分析では、人体呼出ガス中のCOまたはNOを検出し、疾病診断を支援するために使用することができる。

しかし、この技術にも限界がある：二原子分子（例えばOガリウム、Nガリウム、Hガリウム）と不活性ガスを検出することができず、赤外吸収特性がないため、水蒸気と粉塵は測定に干渉する可能性があり、除湿、ろ過装置を備えなければならない。高湿度または汚染環境下では定期的に校正を維持する必要がある。

以上より、実験室赤外ガス分析計はその高感度、高選択性と安定性により、すでにガス分析分野になっている欠かせないというツールがあります。センサ技術、微小化光学素子、人工知能アルゴリズムの発展に伴い、将来的には赤外ガス分析器はより小型化、知能化、多成分集積と低コストの方向に進化し続けるだろう。

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