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紅外線氣體分析儀基于氣體分子對特定波長紅外光的吸收特性進(jìn)行檢測，具有快速、非侵入性等優(yōu)勢，但其技術(shù)原理決定了其檢測范圍存在明確邊界。以下三類氣體因分子結(jié)構(gòu)特性，無法通過該技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效測量。
一、對稱結(jié)構(gòu)無極性雙原子分子氣體
此類氣體分子（如氧氣O?、氮?dú)釴?、氫氣H?及氯氣Cl?）因分子結(jié)構(gòu)對稱且無偶極矩，在紅外波段內(nèi)不產(chǎn)生特征吸收峰。例如，氧氣分子為O=O雙原子結(jié)構(gòu)，其振動模式不會導(dǎo)致偶極矩變化，因此無法吸收紅外光。同理，氮?dú)夥肿樱∟≡N）在常溫常壓下亦不與紅外光發(fā)生有效相互作用。此類氣體在工業(yè)生產(chǎn)中占比較高（如空氣中O?約占21%、N?約占78%），但紅外線分析儀無法直接測量其濃度，需依賴質(zhì)譜分析或電化學(xué)傳感器等技術(shù)補(bǔ)充。
二、單原子惰性氣體
氦氣（He）、氖氣（Ne）、氬氣（Ar）等單原子氣體因無分子振動或轉(zhuǎn)動能級，在紅外光譜中無吸收峰。例如，氦氣分子僅由單個原子構(gòu)成，不存在分子振動或轉(zhuǎn)動，故無法通過紅外吸收進(jìn)行檢測。此類氣體在半導(dǎo)體制造、照明及低溫實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用廣泛，但其濃度監(jiān)測需采用其他技術(shù)手段，如熱導(dǎo)檢測器或激光光譜分析。
三、紅外吸收特性微弱或重疊的氣體
部分氣體雖具有紅外吸收能力，但因吸收峰強(qiáng)度低或與其他氣體吸收峰重疊，導(dǎo)致檢測困難。例如，稀有氣體中的氙氣（Xe）在紅外波段的吸收特性極弱，信號易被噪聲掩蓋；而甲烷（CH?）與乙烷（C?H?）的吸收峰可能存在部分重疊，需通過多通道濾光片或化學(xué)計量學(xué)算法進(jìn)行區(qū)分。此外，某些氣體（如一氧化碳CO）在低濃度時吸收信號微弱，可能超出儀器檢測限。
紅外線氣體分析儀的局限性源于其依賴氣體分子的紅外吸收特性。對于對稱雙原子分子、單原子氣體及吸收特性復(fù)雜的氣體，需結(jié)合質(zhì)譜分析、電化學(xué)檢測或激光光譜等技術(shù)構(gòu)建多參數(shù)監(jiān)測體系。在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)目標(biāo)氣體特性選擇最適宜的檢測手段，以確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與可靠性。
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