1 紅外線分析儀的工作原理 紅外線濃度分析工作原理是基于不同的氣體有選擇的吸收一定波長的紅外線這一性質(zhì)，氣體分子對(duì)紅外線的吸收是由于分子本身特定頻率一致時(shí)，這種分子才能吸收紅外光譜輻射能。我國生產(chǎn)的紅外線氣體分儀光源采用鎳鉻絲，供給恒定電流使溫度升到700～900。C，發(fā)出2～7μm波長內(nèi)的紅外線，對(duì)稱的雙原子氣體和單原子氣體（如O2、H2、Ar）不吸收2～7μm范圍內(nèi)的紅外輻射能；而CO2、CO、NH3、H2O 等在這個(gè)波長范圍內(nèi)有很強(qiáng)的吸收帶（如CO2 4.25μm、CO 4.25μm、NH3、6.15μm、H2O、2.67μm）。CO2紅外線濃度分析儀就是利用CO2 2～7μm波段內(nèi)有強(qiáng)的吸收帶性質(zhì)來工作的。

       紅外線通過CO2氣體時(shí)，出射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)服從朗伯----貝爾定律，其公式為：從式（1）可以看出，K對(duì)某種待測(cè)組分說時(shí)為常數(shù)，當(dāng)I0和L一定時(shí)，I就是C的單值函數(shù)。這樣檢測(cè)出通過氣體介質(zhì)后的光強(qiáng)度也就檢測(cè)出濃度大小。從式中看，I隨待組分濃度的增加而以指數(shù)規(guī)律下降，是非線性關(guān)系，對(duì)儀表的刻度帶來一定的誤差。紅外線氣體分析儀要做到非線性處理有兩種方法；一種是根據(jù)待測(cè)氣體濃度的范圍，選擇測(cè)量氣室的長度L，當(dāng)C·L值很小時(shí)，透射光強(qiáng)度和濃度C之間進(jìn)入圖１的近似線性區(qū)，實(shí)現(xiàn)線性。另一種方法在分析儀的電路部分采用線性校正網(wǎng)絡(luò)，使輸出和濃度成線性關(guān)系。

       ２紅外分析儀的應(yīng)用我公司使用的儀器是北京西林子生產(chǎn)的XLZ-1090型紅外線分析儀，測(cè)量范圍為0～100% CO2它的選型是由被測(cè)樣氣成分決定的。廠方根據(jù)用戶提供的資料來生產(chǎn)分析儀。

       我公司的爐氣成分包括CO2、NH3、Na2CO3、粉塵、水蒸氣。爐氣在壓縮機(jī)的作用下，*入分離器回收堿塵（分離效率達(dá)95%），然后進(jìn)入冷凝洗滌塔用冷母液洗滌部分NH3及CO2形成冷凝液，然后爐氣再進(jìn)入爐氣洗滌塔用洗水噴淋將爐氣洗滌除氨。爐氣經(jīng)過上述處理后，溫度降到32。C左右，能滿足儀器使用要求。爐氣主要成分是高濃度的CO2和微量NH3（200—300Mg/m3）、水氣、Na2CO3粉塵，這就是我們要測(cè)樣氣。因?yàn)榧t外線分析儀是精密儀器，對(duì)樣氣要求非常嚴(yán)格，微量NH3、H20、Na2CO3長期作用會(huì)使氣室內(nèi)壁腐蝕、晶片結(jié)垢，造成測(cè)量不準(zhǔn)和儀表的損壞，所以必須增加預(yù)處理單元將有害成分盡量去除。

       樣氣通過取樣管進(jìn)入集水瓶的底部，然后從上部流出，目的是起到緩沖作用，防止?fàn)t氣管線中的水直接分析儀內(nèi)。干燥罐的作用是將樣氣中剩余水分吸收掉。因?yàn)槭菧y(cè)量CO2氣所以干燥罐內(nèi)不能采用硅膠作干燥劑，這是因?yàn)楣枘z對(duì)CO2有一定的吸附作用，其吸附CO2量隨時(shí)間增長而減低，造成儀表示值逐漸偏高，引起誤差增大，所以我們選用氯化鈣作干燥劑。濾塵罐內(nèi)放入大量的脫脂棉花，目的是用棉花的纖維濾掉樣氣中的微量Na2CO3粉塵，經(jīng)過這幾道工序，樣氣中只剩下CO2和微量NH3，因?yàn)镹H3的特征吸收波長是6.15μm與CO2的特征吸收濾長4.25μm距離遠(yuǎn)，微量NH3對(duì)CO2測(cè)是影響很小，可以不用濾波所室，但是NH3有一定腐蝕性，所在地以測(cè)量室內(nèi)應(yīng)采用防NH3腐蝕的材料。控制閥是控制取樣管內(nèi)的流速保證0.2—0.5L/min，可以通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)來控制閥的開量。這就使氣體*地進(jìn)入分析儀內(nèi)進(jìn)行不間斷地測(cè)量。

       3 應(yīng)用中存在問題與解決措施在實(shí)際應(yīng)用中，由于存在以下問題，使?jié)舛确治鰞x不能正常使用，為此，我們針對(duì)各種問題，提出相應(yīng)地解決措施，保證了分析儀的準(zhǔn)確測(cè)量和為化工平穩(wěn)操作提供便利。

       1）現(xiàn)場工藝狀況不好，使?fàn)t氣總管中帶液嚴(yán)重，液體經(jīng)過取樣管后，經(jīng)過預(yù)處理裝置進(jìn)入分析儀器的分析氣室中。因液中帶有NaCO3等物質(zhì)，當(dāng)其進(jìn)入氣室中，并作用在晶片上，影響紅外線光路，造成分析儀不能使用。

       為了避免爐氣中液體對(duì)測(cè)量的影響，我們將取樣點(diǎn)開在爐氣管道的正上方，這樣管線中的冷凝液體和管道渣子不易進(jìn)入取樣管，從取樣管出來后再接1個(gè)集水瓶（可用500mL的下口瓶），樣氣從下口瓶的下部進(jìn)入，從上口出去，即使進(jìn)入少量液體也會(huì)這這時(shí)集攢，這就避免液體進(jìn)入儀器。假如液體進(jìn)入分析儀致使無法使用，可這樣處理：將分析儀打開，露出分析部件，不要拆卸分析部件的螺絲，將樣氣入口和出口的膠皮管拔下接入加壓水槍，用蒸餾水來置換進(jìn)入測(cè)量氣室的液體和結(jié)晶體，置換完后用高壓N2來吹干測(cè)量氣室中的水分，再經(jīng)調(diào)校即可使用。