【摘要】 与传统的FTIR光谱仪一样,移动的反射镜可以调制光程差,然而,在恶劣的环境条件下稳定设备被证明是困难和昂贵的,需要复杂的光学和机械设计,例如双摆干涉仪。
由于其高灵敏度和高稳定性,光学气体传感在工业过程监测中发挥着越来越重要的作用。因此,大多数已知的测量技术使用分子的特征红外吸收行为。通过分析中红外区域,可以同时区分和量化多种不同的气体。由于只有具有大孔径的热光源允许在该光谱范围内进行宽带测量,因此通常使用傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪与White cells相结合进行光谱分析。这些系统在信噪比(SNR)和精度方面明显优于光栅光谱仪或单色仪。此外,它们比非色散红外(NDIR)传感器系统更灵活,因为它们分析的是整个光谱,而不是单一的吸收波段。与传统的FTIR光谱仪一样,移动的反射镜可以调制光程差,然而,在恶劣的环境条件下稳定设备被证明是困难和昂贵的,需要复杂的光学和机械设计,例如双摆干涉仪。因此,对于工业环境中的过程监控,使用静态系统提供了一定的好处。静态单镜傅立叶变换光谱仪(sSMFTS)显示出坚固和紧凑的设计,具有高信噪比,因为它们没有运动部件,仍然基于傅立叶变换原理。温度效应可以通过适当的算法进行补偿修正。此外,sSMFTS显示高达200 Hz的高测量频率,允许监测快速化学反应或以非常高的流速传播的气体。或者,通过在短时间内进行大量平均,可以显著降低测量噪声。该系统工作在650 cm -1和1250 cm -1之间的光谱范围内,覆盖红外指纹区域,因此可以在石化工业或发电厂等领域进行气体分析。Köhler等人[1]提出了一种气体测量系统,该系统由一个sSMFTS组成,该sSMFTS既可以与定制的多反射单元相结合,允许高灵敏度的气体定量,也可以与单通单元相结合,用于高速定性气体分析。
[1] Köhler, M., et al., Gas Measurement Using Static Fourier Transform Infrared Spectrometers. Sensors, 2017. 17(11).
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