红外线气体分析器中常用的滤光元件有哪几种

红外线气体分析器中常用的滤光元件有哪几种

光源发出的红外光通常是所谓广谱辐射，比被测组分的吸收波段要宽得多。此外，被测 组分的吸收波段与样气中某些组分的吸收波段往往会发生交叉甚至重叠，从而对测量带来干扰。因此必须对红外光进行过滤处理，这种过滤处理称为滤光或滤波。

红外线气体分析器中常用的滤光元件有两种，一种是早期采用且现在仍在使用的滤波气室， 一种是现在普遍采用的干涉滤光片。

(1)滤波气室

滤波气室的结构和参比气室一样，只是长度较短。滤波气室内部充有干扰组分气体，吸收其相对应的红外能量以抵消(或减少)被测气体中干扰组分的影响。例如 CO 分析器的滤 波气室内填充适当浓度的CO₂和 CH₄,将光源中对应于这两种气体的红外波长吸收掉，使 之不再含有这些波长的辐射，则会消除测量气室中CO₂和 CH₄的干扰影响。

滤波气室的特点是：除干扰组分特征吸收峰中心波长能全吸收外，吸收峰附近的波长也 能吸收一部分，其他波长全部通过，几乎不吸收。或者说它的通带较宽，因此检测器接收到 的光能较大，灵敏度高。其缺点是体积比干涉滤光片大，一般长50mm,发生泄漏时会失去 滤波功能。在深度干扰时，即干扰组分浓度高或与待测组分吸收波段交叉较多时，可采用滤波气室。如果两者吸收波段相互交叉较少时，其滤波效果就不理想。当干扰组分多时也不宜采用滤波气室。

(2)干涉滤光片

滤光片是一种波长选择器，有多种类型，按滤光原理可分为吸收滤光片、 干涉滤光片等，按滤光特点可分为截止滤光片、带通滤光片等。目前红外线气体分析器中使  用的多为窄带干涉滤光片。

干涉滤光片是一种带通滤光片，根据光线通过薄膜时发生干涉现象而制成。

干涉滤光片可以得到较窄的通带，其透过波长可以通过镀层材料的折射率、厚度及层次 等加以调整，现代干涉滤光片已发展到采用几十层镀膜，通带宽度最窄已达到0.1nm 左右。

干涉滤光片是一种“正滤波”元件，它只允许特定波长的红外光通过，而不允许其他波 长的光通过，其通道很窄，常用于固定分光式仪器中的分光，个别场合也用于不分光式仪器 中的躲避干扰。滤波气室是一种“负滤波”元件，它只阻挡特定波长的红外光，而不阻挡其 他波长的光，其通道较宽，常用于不分光式仪器中的滤光，当用于固定分光式仪器中的分光 时，必须和干涉滤光片配合使用。上述适用场合的分析，基于不分光和固定分光这两种测量 方式对波长范围的要求，从应用意义上看，窄带干涉滤光片是一种待测组分选择器，而滤波气室是一种干扰组分过滤器。