测量误差及其原因：背景气干扰组分

在红外线气体分析器中，所谓干扰组分是指与待测组分的特征吸收带有交叉或重叠的其他组分。

从图3.19中可以看出，有些组分的吸收带相互交叉，存在交叉干扰，其中以CO、CO2最为典型，给CO或CO2的测量带来困难。有些组分的吸收带相互重叠，存在着重叠干扰，其中以H2O最为突出。水分在1~9 μm内几乎有连续的吸收带，其吸收带和许多组分的吸收波带重叠在一起。

图3.19　一些烟气组分的主要光谱吸收波带

为消除或减小干扰组分对测量的影响，通常采用以下处理方法：(www.xing528.com)

①在样品处理环节通过物理或化学方法除去或减少干扰组分，以消除或降低其影响，例如，通过冷凝除水，降低样气中水分的浓度（露点）。

②如果干扰组分和水蒸气的浓度是不变的，可以用软件直接扣除其影响量。例如，采用带温控系统的冷却器降温除水是一种较好的方法，可将气样温度降至5℃±0.1℃，保持气样中水分含量恒定在0.85%左右，使它对待测组分产生的干扰恒定，造成的附加误差是恒定值，可从测量结果中扣除。

③如果干扰组分的浓度不确定和随机变化，可采取滤波措施，设置滤波气室或干涉滤光片。例如：CO、CO2吸收峰相互交叉，给CO的测量带来干扰。可在光路中加装CO2滤波气室，使CO2吸收波带的光在进入测量气室之前就被吸收掉，而只让CO吸收波带的光通过。也可加装窄带干涉滤光片，其通带比CO的吸收峰狭窄得多，红外光中能通过干涉滤光片的只有CO特征吸收波长4.65 μm附近很窄的一段，干扰组分CO2无法吸收这部分能量，故避开了干扰。

④采用多组分气体分析器，同时测量多种气体组分，通过计算消除不同组分之间的交叉干扰和重叠干扰。例如，某公司的多组分红外分析器就具有这种自动校正功能。在烟气排放连续监测系统（CEMS）中，测量SO2、NO的红外分析仪增加了H2O的测量功能，用H2O的测量值对SO2、NO的测量值进行动态校正。

⑤改变标准气的组成来修正干扰误差。例如，CEMS系统分析SO2会受到CO2的干扰，常规SO2红外分析器在12%CO2时的干扰误差可能达到500 ppm SO2左右，环境监测处于低浓度SO2情况时，有可能出现显示负值的不正常现象，可以改变标准气的组成来加以修正，比如：原用零点气99.99% N2，改用零点气12% CO2/N2；原用量程气2 000 ppm SO2/N2，改用量程气（2 000 ppm SO2+12% CO2）/N2，校准分析器的操作步骤不变。当样气中CO2含量正好是典型值12% CO2时，干扰误差为零。