氣體分析的原理

氣體分析儀的原理主要基于氣體分子與物理場或化學物質的相互作用差異，通過測量這些相互作用產生的信號變化來確定氣體成分及濃度。根據檢測原理的不同，主要分為以下幾類：

一、基于物理性質差異的原理

熱導式分析?

利用不同氣體熱導率差異導致的熱量傳遞速率變化。氣體流經加熱元件時導熱能力不同，引起元件電阻變化，通過測量電阻值計算氣體濃度。

紅外吸收式分析?

基于朗伯-比爾定律：氣體分子選擇性吸收特定波長紅外光，吸收強度與濃度成正比。通過測量特征波長（如CO?吸收4.3μm）的光強衰減確定濃度。

二、基于化學反應的電化學原理

定電位電解式?

在電極施加特定電位，目標氣體（如CO）在工作電極發生氧化/還原反應產生電流，電流強度與濃度成正比。

伽伐尼電池式?

氣體擴散至電解液發生自發反應，通過測量電解電流確定濃度（如氧氣傳感器）。

催化燃燒式（可燃氣體）?

可燃氣體在鉑絲表面無焰燃燒，釋放熱量引起鉑絲電阻變化，電阻增量與濃度線性相關。

三、其他原理

半導體式?

氣體吸附于金屬氧化物（如SnO?）表面，改變半導體電導率，通過電阻變化檢測氣體（如甲烷）。

激光吸收光譜（TDLAS）?

可調諧激光器發射特定波長激光穿透氣體，檢測吸收光譜的強度衰減，適用于高溫、腐蝕性氣體（如激光氣體分析儀）。

總結對比

原理類型? ?適用氣體? ?核心機制?

熱導式 氫氣、二氧化碳等 氣體熱導率差異

紅外吸收式 CO?、CH?等極性分子 紅外光譜選擇性吸收

順磁式 氧氣 氧氣的強順磁性

電化學/催化燃燒式 O?、CO、H?S、可燃氣體 氧化還原反應或催化燃燒放熱

半導體式 可燃氣體、還原性氣體 表面吸附導致電導率變化

氣體分析儀的選擇取決于目標氣體特性（如活性、分子結構）、濃度范圍及環境條件（溫度、壓力、背景氣體干擾等）。