HORIBA 堀场分析仪器内部结构与核心检测原理

堀场分析仪器属于模块化精密分析设备，整机由气路单元、光学 / 化学检测单元、信号采集电路、主控与数据处理模块四大核心部分组成，依靠不同检测原理实现多组分物质浓度、成分的定量分析，广泛用于烟气监测、环境检测、材料元素分析等场景。

一、气路预处理单元

样气进入仪器后，首先经过过滤器、除湿组件、电磁阀切换模块。粉尘、水汽被过滤去除，避免污染光学气室与检测器；电磁阀负责交替切换零点参比气与样品气，也就是堀场的交替流动调制技术，消除光源衰减带来的零点漂移，保证长期测量稳定性。预处理后的气体被平稳输送至检测反应腔。

二、核心检测单元（多技术路线）

1. 非色散红外吸收法 NDIR特定气体分子只吸收特定波长红外光。红外光源发射光束穿过气体样品池，气体分子吸收对应波段红外能量，光强发生衰减。检测器捕捉光强变化，通过标定曲线换算气体浓度，常用于 CO、CO₂、SO₂、CH₄检测。堀场采用交替流调制结构，不需要光学斩波器，大幅降低漂移。

2. 化学发光法 CLD（NOx 分析仪核心）样气内 NO 与臭氧发生器产生的 O₃在反应室发生化学反应，生成激发态 NO₂；激发态分子回落至基态时释放特征光信号。光电探测器采集发光强度，发光强弱和 NO 浓度成正比，以此计算氮氧化物含量，搭配转化炉还可测量 NO₂。

3. 火焰离子化 FID通入氢气与助燃空气形成氢火焰，碳氢化合物进入火焰被电离，产生离子。收集电极捕获离子形成微弱电流，电流大小与碳氢含量成正比，专门用于总烃、VOC 检测。

4. 热传导 TCD / 氧化锆氧测量TCD 原理：不同气体导热系数存在差异，气体流经热敏元件，造成元件温度、电阻变化，信号换算浓度，多用于 He、N₂、H₂；氧化锆氧传感器：高温下氧化锆两侧氧分压差产生电势，电压信号对应氧气浓度，响应速度快，适合烟气氧含量连续监测。

5. 元素分析（碳硫 / 氧氮氢）样品在高频感应炉高温燃烧 / 熔融，固体中的 C、S、O、N、H 转化为气态，载气携带气体进入 NDIR、TCD 检测器，分别测定各元素含量，多用于金属、无机材料元素检测。

三、信号电路与主控系统

检测器输出原始微弱光电、电流、电压信号，先经过放大、滤波、A/D 模数转换，把模拟信号转为数字信号送入主板。内置 MCU 读取信号，调用出厂标定曲线，自动补偿温度、压力带来的测量误差，计算出最终浓度数值。

四、输出与人机交互模块

主控将分析结果处理后，在仪器屏幕展示，同时可通过 4-20mA、RS485 等接口向外传输数据；仪器内置自诊断程序，实时监测气路压力、光源状态、温度，异常时触发报警，保障连续在线监测稳定运行。

简单总结：先处理样气 → 进入检测腔依靠光学 / 化学反应产生信号 → 电路采集信号并计算浓度 → 输出数据与状态，整套闭环完成样品定量分析。