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HORIBA的創(chuàng)新紅外分析測量技術

閱讀：1431 發(fā)布時間：2022-11-16

紅外分析測量技術（IR）是一類重要而又應用廣泛的氣體分析測量技術。傳統(tǒng)紅外分析測量技術不可避免地存在各種弱點，如：吸收峰相近，交叉干擾多；分辨率及檢出限無法滿足日益發(fā)展的需求；需要時時維護等。HORIBA通過自身研發(fā)的濾光片、交替流動調(diào)制技術以及IRLAM紅外氣體分析技術，實現(xiàn)了紅外分析測量技術的創(chuàng)新：在實際測量時消除了交叉干擾，達到高分辨率和低檢出限，測量穩(wěn)定且易于維護。

1.HORIBA紅外技術的發(fā)展史

HORIBA早在1954年就啟動了氣體分析儀的研發(fā)工作。為了順應當時重化學工業(yè)過程控制的需要，在眾多氣體分析技術中，HORIBA選擇了能夠實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測的紅外測量技術進行深耕。

歷經(jīng)多年，在傳統(tǒng)紅外分析測量技術基礎上，我們不斷創(chuàng)新與完善。1970年代，我們研發(fā)的交替流動調(diào)制技術解決了長期測量穩(wěn)定的需求。幾乎是同一時期，濾光片的成功研發(fā)幫助我們解決了交叉干擾的問題。

2021年，HORIBA新申請zhuanli的IRLAM（量子級聯(lián)激光紅外吸收）技術多方面解決了傳統(tǒng)紅外技術存在的缺點，具備了劃時代的意義。

※IRLAM技術（日本zhuanli號：No. 6886507,美國zhuanli 號：No. 11030423）

日本工業(yè)紅外氣體分析儀 GA-1，

由 HORIBA 于1957年制造

2.HORIBA如何實現(xiàn)紅外技術的創(chuàng)新

2.1 濾光片（解決交叉干擾的問題）

HORIBA固體濾光片的工作原理是在石英玻璃上根據(jù)不同用途噴涂不同折射率的膜材料，將產(chǎn)生干擾的波段濾除，只透過固定波長范圍的窄帶光。

氣體濾光片中間密封干擾成分氣體，除了能將紅外光源轉換為窄帶光，還能消除干擾成分在窄帶光的波長范圍中產(chǎn)生的干擾影響。

使用固體濾光片或氣體濾光片都能得到目標氣體的單一波段，減少交叉干擾。

HORIBA的固體濾光片

2.2 交替流動調(diào)制技術（測量穩(wěn)定，少維護；實現(xiàn)高分辨率和低檢出限）

HORIBA的交替流動調(diào)制技術指的是將樣氣和參比氣體以1秒為周期交替通入同一個測量氣室中，這樣可以始終維持氣室的潔凈，不產(chǎn)生零點漂移，保持測量的穩(wěn)定性。同時，交替流動使儀器在維護時無需復雜的光學調(diào)整，減少了維護量。

雙向交替流動由于有兩個氣室，在測量時可以在非常短的周期內(nèi)使傳感器膜產(chǎn)生雙向位移，位移量是普通方法的兩倍，因此信號更強，靈敏度更高，能夠實現(xiàn)更高的分辨率和更低的檢出限。

雙向交替流動測量原理圖

2.3 IRLAM 紅外技術（高靈敏度、低干擾、高穩(wěn)定性）

IRLAM優(yōu)于傳統(tǒng)紅外技術的點在于，它采用了量子級聯(lián)激光器（QCL），中紅外激光光源（4-10μm），波段更窄干擾更少。發(fā)出的光在赫里奧特池（氣室）內(nèi)的多次反射下，光路更長，得到的信號更強，從而提高了靈敏度。再配合*的濃度計算規(guī)則，能夠實現(xiàn)高穩(wěn)定性的測量。