痕量气体分析仪是一种用于检测空气中微量气体成分的仪器,能够检测到极低浓度的气体成分,通常是亚 ppb(十亿分之一)甚至ppt(万亿分之一)级别。痕量气体分析仪在许多领域中都有应用,特别是在环境监测、工业过程控制、气体质量检测、科学研究等方面。
痕量气体分析仪的工作原理基于不同气体与特定波长的光吸收或其他物理化学性质的不同。常见的检测技术包括:
1.红外吸收法:利用不同气体在特定波长下的红外光吸收特性进行检测。常用于CO₂、CO、NOx、CH₄等气体的分析。
2.化学发光法:主要用于检测氧化氮类气体(如NO、NO₂等),这些气体在特定条件下与试剂反应时会发光,通过测量发光强度来推算气体浓度。
3.气相色谱法(GC):气相色谱仪通过分离气体混合物中的各个成分,然后利用不同气体成分的不同保留时间和检测器信号强度来进行定量分析。
4.质谱法(MS):质谱分析是一种非常高效且灵敏的气体分析方法,通过将气体离子化并根据其质荷比(m/z)进行分离和检测。质谱法能够检测极低浓度的痕量气体。
5.激光吸收光谱法(DOAS、TDLAS):通过激光照射气体样品,检测气体分子吸收激光的特性,能高灵敏地分析气体成分。此技术在环境监测和大气科学中有广泛应用。
6.半导体气体传感器:使用半导体材料与气体反应产生电信号,通过分析信号强度来确定气体浓度。适用于检测一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO₂)、甲烷(CH₄)等。

主要应用领域
1.环境监测:痕量气体分析仪用于大气中的污染物监测,检测如臭氧、二氧化氮、一氧化氮、硫化物、甲烷等温室气体或污染物的浓度,帮助监控空气质量,尤其在大气科学研究、气候变化监测等领域有着重要作用。
2.工业过程监测:在工业生产中,如化学、制药、电力、石油化工等领域,痕量气体分析仪用于检测生产过程中排放的有害气体、废气或其他有用气体的浓度,确保生产安全、环境保护与工艺控制。
3.汽车尾气分析:用于检测汽车排放气体中的有害物质(如NOx、CO、CO₂、HC等),并进行相关的排放标准监测。
4.科研研究:在实验室研究、气候研究、污染物分析等领域,痕量气体分析仪用于精确测量各种气体成分,以支持各类科学实验和数据采集。
5.空气质量监控:在城市和工业区域,监测空气中的痕量气体成分,以确保符合健康标准,防止有害气体对人体健康和环境造成不良影响。
6.气体泄漏检测:用于检测如气体管道、储罐、焊接部位等可能发生气体泄漏的地方,及时发现泄漏并采取防护措施。
7.食品和医药行业:在食品、医药、烟草等生产过程中,痕量气体分析仪用于分析气体对产品质量的影响,或用于监控生产过程中挥发性有机化合物(VOCs)的浓度。
常见类型
1.便携式痕量气体分析仪:小型、便捷、适合现场使用,广泛应用于应急响应、环境监测和工业现场。便携式痕量气体分析仪通常采用电池供电,具备实时检测和数据存储功能。
2.实验室用痕量气体分析仪:精度高、灵敏度强,适用于科研和质量控制等实验室环境。这些分析仪器通常需要较为稳定的工作环境和电力支持,能够对复杂气体混合物中的微量气体进行精确分析。
3.在线痕量气体分析仪:在线痕量气体分析仪可持续实时监测,通常用于工业过程控制,帮助工厂监控生产过程中的气体排放和环境污染。
4.多气体分析仪:此类仪器能够同时检测多种气体成分,并根据不同气体的浓度给出实时反馈,广泛应用于复杂环境中的气体监测。