红外原理的气体分析仪在污染源监测系统上的广泛应用已经替代了电化学原理的仪器。随着国内自主知识产权的红外技术的开发成功使得便携式红外烟气分析仪的普及成为了必然的趋势。

红外分析仪具有抗干扰能力强、受流量影响小、寿命长等特点克服了电化学分析仪在应用中出现的问题。但在实际中还需要考虑以下因素的影响。

水分对红外仪器的影响

由于烟气排放中的水分，尤其是气态水是影响二氧化硫和氮氧化物测定的主要干扰物（参考图3  SO2、NO、H2O红外吸收光谱图）直接影响了仪器的测量精度。这也是为什么部分红外气体分析仪在实验室条件下使用标准气检定时合格在现场测试却达不到要求的主要原因。

虽然便携红外分析仪大多采用了加热取样、冷干脱水的预处理方法以防止水分冷凝和气态水分干扰。但事实上烟气中的水分无法完全去除而且由于排放工况的变化和冷凝效率的原因冷凝器的出口露点往往也存在波动。在高湿低浓度条件下水分的干扰甚至超过了仪器本身的测量误差干扰误差尤为明显。

消除水分干扰误差的方法通常有两种：一是采用脱水装置二是设置水分传感器并进行软件补偿。

采用脱水装置的方法有采用高效干燥剂如无水高氯酸镁或者采用NAFION膜式干燥管。其主要问题在于需要经常更换人为增加了运行维护成本。仪器生产厂家也有可能在检定时使用脱水装置 但是在运行时为减少运行费用不采用该装置造成实际运行中的性能改变导致仪器监测数据不确定度增加。

采用水分传感器和软件补偿的方法一般只修正零点的水分干扰且低端的分辨率较低。对于同时含水和含SO2,NO的气体的修正精度很差。此外对于NO分析仪由于在相同的气室长度下NO的分辨率低于H2O的分辨率采用水分传感器修正的方法对NO测定会造成很大的系统误差。

最新的测试技术是在在传统微流红外传感器的基础上增加了特殊调水机构。它是通过将不同温度下的饱和空气依次通入红外传感器通过调节调水机构使得含有非冷凝水的气体与零气的信号一致通过硬件调节及软件线性修正可最大限度消除H2O（气）对SO2、NO的干扰。进一步实验结果还表明通过该方法调节后的传感器可以满足各种水分含量条件下的水分干扰消除干扰的程度可控制在5ppm以内。

为满足类似高湿低浓度的测试条件便携红外烟气分析仪应最大限度降低水分（气）干扰的影响以提高实际测试精度。

HC化合物对红外仪器的影响

除了水分干扰以外碳氢化合物如焦化厂排放的气态污染物中存在未燃尽的CH4、C2H6、C2H4等对于SO2的测量结果会存在很大干扰。

针对可能对SO2测定产生的干扰在红外微流传感器的前端设置可专门吸收HC波长的气体吸收过滤室最大限度消除大部分HC化合物对SO2测量结果的影响。

在排放的碳氢化合物组成复杂的特殊条件下如果需要完全消除HC对SO2的影响还可以考虑在烟气流路中增加HC物理化学过滤器以保证实际测试的精度。

测试分辨率对红外仪器的影响

随着污染物治理的加强大量脱硫、脱硝装置得以应用污染物实际的排放浓度也越来越小。这对便携红外烟气分析仪的测试分辨率也提出了更高的要求。

很多仪器为提高零点稳定性会采用不同的算法以保证减小零点的波动；还有如前所述为了补偿水分的干扰影响也会采用零点补偿方式。这样的直接结果就是在进行零点附近的低浓度测试时仪器没有反应。

参考《固定污染源废气 二氧化硫的测定非分散红外吸收法》（征求意见稿）的编制说明对红外分析方法检出限和测定下限采用两种方法进行评价一是按照ISO 7935-1992仪器方法检出限为0.57-3.5 mg/m3测定下限为3-10 mg/m3；二是按照HJ 168-2010仪器方法检出限为0.77-1.3mg/m3测定下限为4-6 mg/m3。

为保证低浓度测试条件下的测试效果便携烟气分析仪的分辨率应不超过3mg/m3（1ppm）最新的国产烟气分析仪已经可以做到0.5mg/m3（0.2ppm）以满足更多测试条件下的应用。

结论

气体分析仪中采用电化学原理的便携烟气分析仪在实际应用中反映的流速、干扰、水分冷凝等问题已经能够明显限制了其在监测和比对测试中的应用。采用红外原理的便携烟气分析仪克服了电化学仪器的主要缺点开始逐渐取代电化学仪器。为了解决红外测试在应用中的问题便携红外烟气分析仪还应该解决水分干扰、HC干扰以及高分辨率等问题以提高便携红外烟气分析仪的适用性保证测试结果的准确可靠。