近幾年，随着國内特氣行業市場需求的不斷增長，各氣體廠家對産品的質量控制方法和效率有了進一步的要求，氣相分析手段已經廣泛應用于各氣體生産與質控過程。與此同時，相對于工業化産品生産速度，氣相色譜等方式分析效率相對較低、适用性相對較窄的缺點也逐漸體現。各生産商開始尋求更高效、全面的氣體分析方法。其中，傅裡葉變換紅外氣體分析法具有效率高，種類全，無耗材等諸多優勢，FTIR氣體分析儀也成為特氣行業炙手可熱的分析儀器。

01

傳統的FTIR氣體分析方法—CLS/PLS算法

　　随着紅外技術的發展FTIR氣體分析技術也在不斷更新，其中包含CLS/PLS等傳統紅外氣體測試方法，其基礎的理論依據朗伯比爾定律(圖1為CLS方法建立标準曲線)。A=a•b•c式中，a為吸收系數，b為光程，c為濃度，A為吸光度。

紅外光在經過氣體池中的氣體樣品時，有紅外響應的氣體會吸收特定波段的紅外光，吸收的強度與氣體本身特性、氣體池光程、氣體濃度有關。其中a，b均為定值，因此可建立上述吸光度與濃度成正比的方程。定量結果取決于吸光度這一積分數值的大小，積分方式通常有峰面積、半高寬、峰高等不同形式，當所選峰出現大幅度重疊時，需選擇其他峰位或進行修正。

　 利用5種不同濃度的标準氣，建立對應物質的标準曲線，即可根據測得的吸光度，反推出待測氣體濃度的大小。而該類傳統定量方法，對于氣體生産廠家來說存在諸多不便：　　

1. 建标曲：需要對5個不同濃度的标準氣進行測試，如果是複雜混氣，可能存在标氣買不到、标氣準确性不高、修正複雜等問題。　　
2. 定期校準：對建好的标準曲線，必須進行定期的校準和修正，才能确保儀器的重複性與準确性。　　
3. 标曲的适用範圍有限：高出或低于5個标氣濃度太多标曲不适用，需要重新建标曲。　　4.定标标準建立後隻能針對同一應用，組分發生變化時可能需要重新定标與修正。　　

5.未知氣體幹擾：當待測氣體中存在測試前未考慮的氣體，且對目标氣存在幹擾時，标曲不再适用。　　傳統CLS、PLS方法的FTIR氣體分析儀普遍存在的問題對于氣體生産有諸多不便。如需要建立标志，存在長時間重複性差、一套設備适用性窄、測試偏差大等問題。

02

布魯克FTIR氣體分析技術一譜形拟合算法

目前，在FTIR氣體分析領域，布魯克采用了譜形拟合定性與定量分析技術，該項技術在朗伯比爾定律的基礎上，進一步增加了對目标氣與幹擾氣譜形的分析，與傳統CLS/PLS将定量結果寄托于吸光度積分這一數字相比，對“分子指紋”譜的譜形拟合進一步确保了定性與定量的準确性。　　

譜形拟合算法可以精準解析目标氣與幹擾氣。圖2一氧化碳的混氣測試中，布魯克OPUSGA軟件在分析CO時，對CO的特征區進行分析，該特征區不光包含一氧化碳的特征譜，同時其他氣體對該譜形有所貢獻。

　　在實際測試得到的譜圖中(如圖3)包含了一氧化碳、二氧化碳、一氧化二氮的綜合貢獻，布魯克OPUSGA軟件可以将該範圍内目标氣、幹擾氣對總譜的貢獻解析出來，最終得到圖4的拟合譜，與圖3中測試譜完全匹配，由于紅外光譜的唯一性，任何一種混氣的譜形也是唯一的。因此，OPUSGA可準确對目标氣與幹擾氣進行定性和定量分析。

　　布魯克MATRIX-MG氣體分析儀與OPUSGA分析軟件解決了傳統紅外氣體分析存在的問題，能為特氣廠家質控分析帶來諸多便利。圖5為MATRIX-MG紅外氣體分析儀示意圖。

布魯克前沿紅外氣體分析技術在特氣領域的特點如下：　　

1. 無需任何标準定标或标準曲線的建立，隻需根據所測産品在軟件上進行相應的目标氣、幹擾氣的模型選擇，即可直接進行分析。　　
2. 譜形分析可以根據濃度測試需求在軟件上靈活選擇不同強度的特征區，無需對氣體池進行更換，一台設備即可滿足10-9~10-2級需求。　　

3.無需定期校準，RocksolidTM幹涉儀具有極好的穩定性、數據重複性，内含抗幹擾強的全數字化檢測器，結合OPUSGA專用氣體分析軟件，确保設備可以長期使用，數據無偏移，無需任何校準調整。

4.任意混氣組合，不受定标限制，OPUSGA擁有數百種超高分辨譜庫，高分辨譜庫所含有的氣體中任意組合均可以進行模型建立，如常見的汽車尾氣标氣、石化混合标氣等，甚至是如圖6特征區完全幹擾的十種氟碳類氣體，OPUSGA軟件也可以完美區分開來。　　

5.單通道測試模式，無需采集背景，直接通氣進行測試，比如進行CO的10-9級别測試時，未純化的氮氣一般還有0.5X10-6左右的CO，此時如果扣背景，會直接影響目标氣10-9級别的測試結果，如果直接通樣氣進行測試，則可得到最真實的濃度值。

6.時間軸濃度顯示與毫秒級監測時間。如圖7，軟件可顯示各組分濃度随時間的變化，可直觀地看到置換完成、氣體穩定的時間點。

　　7.氣體池抗腐蝕和抗吸附優化設計，MATRIX-MG采用抗吸附結構，最大程度降低氣體吸附，同時水平進樣進一步提升了置換效率，進而提高産品分析效率；MATRIX-MG不光滿足普通标氣測試，同時可承受氟化氫、氯化氫等腐蝕性氣體，适用于各類電子氣研究。　　布魯克MATRIX-MG FTIR氣體分析儀采用最前沿的譜形拟合算法，結合儀器的硬件優勢，為特氣行業生産廠家，提供一種全面、穩定、準确、簡單易用的氣體分析儀，滿足常規标氣、高純氣雜質、電子特氣等各類應用需求。

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