There is a local version available of this page. Change to the local version?
Hoa Kỳ

Phương pháp hấp thụ hồng ngoại không phân tán (NDIR)

 

Nội dung


Nguyên lý đo

Phương pháp hấp thụ hồng ngoại không phân tán (NDIR) là gì?

Hấp thụ hồng ngoại không phân tán (NDIR) là phương pháp sử dụng sự hấp thụ hồng ngoại của các phân tử. Phương pháp này được sử dụng để đo nồng độ của các thành phần khí khác nhau hấp thụ hồng ngoại một cách tích cực.

Các phân tử có khả năng hấp thụ chọn lọc ánh sáng ở các bước sóng cụ thể. Ví dụ, một quả táo đỏ có màu đỏ vì bề mặt của nó hấp thụ ánh sáng có bước sóng khác với màu đỏ và ngược lại, phản xạ ánh sáng có bước sóng màu đỏ. Điều này xảy ra trong bức xạ hồng ngoại, được sử dụng rộng rãi để đo nồng độ các thành phần khí. Khi bức xạ hồng ngoại được một phân tử hấp thụ, nó làm tăng nhiệt độ của phân tử đó. Bước sóng của bức xạ hồng ngoại được hấp thụ khác nhau tùy thuộc vào phân tử (tức là giống như dấu vân tay, cấu hình bước sóng của nó là cụ thể cho từng phân tử).

Phương pháp hấp thụ hồng ngoại không phân tán (NDIR) sử dụng đặc tính này, thuật ngữ NDIR cũng đã được thiết lập từ lâu. Bức xạ hồng ngoại được phân loại thành tia hồng ngoại gần, tia hồng ngoại giữa và tia hồng ngoại xa tương ứng với bước sóng. NDIR sử dụng bức xạ hồng ngoại có bước sóng trong bức xạ hồng ngoại giữa từ 2,5-25μm để đo nồng độ các thành phần khí.

Loại không phân tán là phương pháp đo sử dụng bước sóng bức xạ hồng ngoại cụ thể trong tia hồng ngoại trung phát ra từ nguồn sáng hồng ngoại. Một số loại khí không hấp thụ bức xạ hồng ngoại. Ví dụ, nitơ (N2) không hấp thụ bức xạ hồng ngoại, vì vậy nó được đo bằng máy phân tích khí với một nguyên lý đo khác.

Nguyên lý đo của máy phân tích khí sử dụng NDIR

Hình 1: Cấu tạo cơ bản của máy phân tích khí sử dụng NDIR (ví dụ: để đo CO trong CO2)

Máy phân tích khí sử dụng nguồn sáng hồng ngoại đo nồng độ khí bằng cách cho mẫu khí chảy vào một cell khí. Bức xạ hồng ngoại đi qua mẫu khí trong cell và bức xạ hồng ngoại được khí trong cell hấp thụ tương ứng với nồng độ khí mẫu được phát hiện bởi detector (Hình 1).

Các phân tử khí khác nhau có bước sóng hồng ngoại khác nhau được hấp thụ (Hình 2). Bằng cách đo lượng hấp thụ cho một bước sóng hồng ngoại cụ thể tỷ lệ thuận với nồng độ của từng loại khí, có thể xác định "phân tử khí nào" và "trong nồng độ nào" có trong khí mẫu. Trong Hình 1, detector CO đo khí CO trong khí CO2.

Hình 2: Bước sóng hấp thụ hồng ngoại và lượng khí

Tùy thuộc vào các phân tử khí, các bước sóng hồng ngoại chồng chéo được hấp thụ có thể xảy ra (Hình 2). Điều này được gọi là giao thoa khí.

Hình 3: Mối quan hệ giữa nồng độ khí và lượng hấp thụ hồng ngoại

Lượng hấp thụ bức xạ hồng ngoại tỷ lệ thuận với nồng độ khí, nhỏ hơn ở nồng độ thấp hơn và lớn hơn ở nồng độ cao hơn (Hình 3).

Mối quan hệ giữa lượng hấp thụ hồng ngoại và nồng độ khí được xác định theo định luật Lambert-Beer.

Định luật Lambert-Beer

Lượng hấp thụ hồng ngoại phụ thuộc vào nồng độ của các phân tử khí hấp thụ. Mối quan hệ này được thể hiện bằng định luật Lambert-Beer.

Ι = Ι0kinh nghiệm (-μcd)

Ι : Cường độ ánh sáng truyền qua
Ι0: Cường độ ánh sáng tới
c: Nồng độ của các phân tử hấp thụ (thành phần đo được)
μ : Hệ số hấp thụ (hằng số được xác định bởi phân tử và bước sóng)
d : Độ dày của lớp phân tử hấp thụ (lớp khí)

Yêu cầu Thông tin

Bạn có thắc mắc hoặc yêu cầu nào không? Hãy sử dụng mẫu này để liên hệ với các chuyên gia của chúng tôi.

* Những trường này là bắt buộc.

Doanh nghiệp
English
Tiếng Việt