CO2分析儀主要基于氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng)紅外光的吸收特性來(lái)工作,以下是其詳細(xì)工作原理:
1.紅外光源發(fā)射:儀器中的紅外光源會(huì)發(fā)射出包含多種波長(zhǎng)的紅外輻射光。這些紅外光具有連續(xù)的光譜范圍,為后續(xù)與二氧化碳?xì)怏w的相互作用提供了基礎(chǔ)。
2.光線通過(guò)氣體樣品:當(dāng)紅外光穿過(guò)被檢測(cè)的氣體樣品時(shí),氣體中的二氧化碳分子會(huì)對(duì)特定波長(zhǎng)的紅外光產(chǎn)生吸收作用。二氧化碳分子具有特定的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí),當(dāng)紅外光的能量與這些能級(jí)差相匹配時(shí),就會(huì)發(fā)生共振吸收,使得該波長(zhǎng)的紅外光強(qiáng)度減弱。
3.特征吸收波段:二氧化碳在中紅外波段(如4.26μm附近)存在強(qiáng)烈的特征吸收峰。這是由于二氧化碳分子的原子間振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)組合在該波段產(chǎn)生了特定的能量躍遷,從而對(duì)該波長(zhǎng)的紅外光具有很強(qiáng)的吸收能力。
4.檢測(cè)器測(cè)量光強(qiáng)變化:經(jīng)過(guò)氣體樣品后的紅外光到達(dá)檢測(cè)器。檢測(cè)器能夠感知不同波長(zhǎng)紅外光的強(qiáng)度變化,并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。由于二氧化碳對(duì)特定波長(zhǎng)紅外光的吸收,導(dǎo)致該波長(zhǎng)處的光強(qiáng)減弱,相應(yīng)的電信號(hào)也會(huì)發(fā)生變化。
5.信號(hào)處理與濃度計(jì)算:儀器內(nèi)部的信號(hào)處理系統(tǒng)會(huì)對(duì)檢測(cè)器輸出的電信號(hào)進(jìn)行分析和處理。它會(huì)根據(jù)預(yù)先校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)曲線或數(shù)學(xué)模型,將電信號(hào)的變化與二氧化碳的濃度建立對(duì)應(yīng)關(guān)系,從而準(zhǔn)確計(jì)算出氣體樣品中二氧化碳的濃度。
CO2分析儀的使用注意事項(xiàng):
-環(huán)境要求:避免在高溫(>40℃)、高濕(>85RH)或腐蝕性氣體中使用。劇烈溫度變化時(shí),需重新校準(zhǔn)。
-傳感器保護(hù):避免水霧、灰塵進(jìn)入采樣口,必要時(shí)加裝過(guò)濾裝置。定期清潔傳感器(用干燥軟布或棉簽輕拭)。
-測(cè)量誤差控制:測(cè)量時(shí)人員呼吸可能影響讀數(shù)(建議暫停呼吸或保持1米距離)。避免強(qiáng)光直射儀器屏幕,影響讀數(shù)觀察。
-維護(hù)與保養(yǎng):定期校準(zhǔn),建議每周至少一次零點(diǎn)校準(zhǔn),每月一次量程校準(zhǔn)。傳感器壽命通常為1-2年,到期后需更換。
-安全提示:禁止在爆炸性氣體環(huán)境中使用(非防爆型儀器)。高濃度CO2環(huán)境(>5000ppm)可能引發(fā)健康問(wèn)題,測(cè)量時(shí)需做好通風(fēng)。