根據紅外輻射在氣體中的吸收帶不同，可以對氣體成分進行分析。例如,二氧化碳對紅外光的透射光譜如圖13-7所示。二氧化碳對波長λ為2.7μm、4.33μm和14.5μm紅外光能強烈吸收,而且吸收譜線相當的寬,即存在吸收帶。根據實驗分析，只有4.33μm吸收帶不受大氣中其他成分影響,因此可以利用這個吸收帶來判別大氣中的CO2成分。
圖13-8所示的是紅外氣體分析儀示意圖。它由氣體(含CO2)的樣品室、參比室(無CO2).電機式調制反射鏡系統、濾光片、紅外檢測器和選頻放大器等組成。
測量時,使待測氣體連續流過樣品室,參比室里充滿沒有CO2的大氣或含有一定量CO2的大氣。紅外光源發射的紅外光分成兩束光經反射鏡反射到樣品室和參比室,再經反射鏡系統,將紅外光經中心波長為4.33μm的紅外光濾色片投射到紅外敏感元件上,敏感元件交替地接收通過樣品室和參比室的輻射。
若樣品室和參比室均無CO2氣體,只要兩束輻射完全相等,那么敏感元件所接收到的是一個恒定不變的輻射。因此,敏感元件只有直流響應,交流選頻放大器輸出為零。
若進入樣品室的氣體中含有CO2氣體,對4.33μm的輻射就有吸收,那么兩束輻射的光通量不等,則敏感元件所接收到的就是交變輻射,這時選頻放大器輸出不為0。經過標定后,就可以從輸出信號的大小來推測CO2的含量。
