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HORIBA的创新红外分析测量技术

北京希望世纪科技有限公司

2022/11/16 10:16:49
红外分析测量技术（IR）是一类重要而又应用广泛的气体分析测量技术。传统红外分析测量技术不可避免地存在各种弱点，如：吸收峰相近，交叉干扰多；分辨率及检出限无法满足日益发展的需求；需要时时维护等。HORIBA通过自身研发的滤光片、交替流动调制技术以及IRLAM红外气体分析技术，实现了红外分析测量技术的创新：在实际测量时消除了交叉干扰，达到高分辨率和低检出限，测量稳定且易于维护。



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1.HORIBA红外技术的发展史


HORIBA早在1954年就启动了气体分析仪的研发工作。为了顺应当时重化学工业过程控制的需要，在众多气体分析技术中，HORIBA选择了能够实现连续监测的红外测量技术进行深耕。
历经多年，在传统红外分析测量技术基础上，我们不断创新与完善。1970年代，我们研发的交替流动调制技术解决了长期测量稳定的需求。几乎是同一时期，滤光片的成功研发帮助我们解决了交叉干扰的问题。
2021年，HORIBA新申请zhuanli的IRLAM（量子级联激光红外吸收）技术多方面解决了传统红外技术存在的缺点，具备了划时代的意义。
※IRLAM技术（日本zhuanli号：No. 6886507,美国zhuanli 号：No. 11030423）


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日本工业红外气体分析仪 GA-1，

由 HORIBA 于1957年制造


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2.HORIBA如何实现红外技术的创新


2.1 滤光片（解决交叉干扰的问题）
HORIBA固体滤光片的工作原理是在石英玻璃上根据不同用途喷涂不同折射率的膜材料，将产生干扰的波段滤除，只透过固定波长范围的窄带光。
气体滤光片中间密封干扰成分气体，除了能将红外光源转换为窄带光，还能消除干扰成分在窄带光的波长范围中产生的干扰影响。
使用固体滤光片或气体滤光片都能得到目标气体的单一波段，减少交叉干扰。
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HORIBA的固体滤光片
2.2 交替流动调制技术（测量稳定，少维护；实现高分辨率和低检出限）
HORIBA的交替流动调制技术指的是将样气和参比气体以1秒为周期交替通入同一个测量气室中，这样可以始终维持气室的洁净，不产生零点漂移，保持测量的稳定性。同时，交替流动使仪器在维护时无需复杂的光学调整，减少了维护量。
双向交替流动由于有两个气室，在测量时可以在非常短的周期内使传感器膜产生双向位移，位移量是普通方法的两倍，因此信号更强，灵敏度更高，能够实现更高的分辨率和更低的检出限。
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双向交替流动测量原理图
2.3 IRLAM 红外技术（高灵敏度、低干扰、高稳定性）
IRLAM优于传统红外技术的点在于，它采用了量子级联激光器（QCL），中红外激光光源（4-10μm），波段更窄干扰更少。发出的光在赫里奥特池（气室）内的多次反射下，光路更长，得到的信号更强，从而提高了灵敏度。再配合*的浓度计算规则，能够实现高稳定性的测量。


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量子级联激光器QCL


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赫里奥特池（气室）
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3.应用领域


红外分析测量技术是所有行业中重要的技术，在开发下一代能源方面也起着至关重要的作用。HORIBA的红外分析测量技术广泛应用在空气质量监测，温室气体监测，元素分析，工业过程控制及污染源排放，汽车尾气排放以及半导体行业。
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相关应用领域


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HORIBA运用红外分析测量技术的分析仪




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