本文介紹了檢測沼氣成分的五種主要方法:奧氏氣體分析法、熱催化燃燒檢測法、熱導元件檢測法、氣相色譜GC檢測法、紅外氣體分析法，分析了這五種檢測方法的特點及其在我國沼氣服務體系中的適應性，并總結了目前zui適宜我國大中型沼氣工程沼氣成分監測的分析方法是紅外沼氣成分分析技術。

1、奧氏氣體分析法

奧氏氣體分析法是一種經典的化學式手動分析方法，該方法是利用溶液吸收法來測定CO、CO2和O2濃度，CH4和H2濃度則在爆炸燃燒法后用吸收法測定，剩余氣體為N2。目前傳統的奧氏氣體分析方法在沼氣成分檢測中應用較少。針對農村沼氣服務體系的特定應用，通常采用檢測管法，該方法操作更簡便，常用的檢測管有H2S、O2、CO2、CO等，但沒有直接測量CH4濃度的檢測管，CH4濃度是通過計算所得，即100%-[ CO2 ]-[空氣]-[H2S]-[ CO ]等，因此存在一定誤差。

奧氏氣體分析儀具有結構簡單、價格便宜、維修容易等優點，常用于CO2、O2、CO、H2、烴類等氣體濃度的測定，在實驗室里應用廣泛。但該儀器長期運行成本高，僅每年購買試劑和玻璃器皿至少要1萬多元，且必須對氣體進行人工取樣，才可在實驗室內進行分析，其中分析人員的操作技能和“態度”對分析的度也有著較大影響。同時奧氏氣體分析儀只能對單一成分逐個進行檢測分析，不具備多重輸入和信號處理功能，分析費時，操作繁瑣，響應速度慢，效率低，難以實時在線地分析現場工況，現逐漸被全自動分析儀器替代。

2、熱催化燃燒檢測方法

熱催化燃燒檢測方法是利用兩只熱催化（黑白）元件——補償元件和橋臂電阻構成惠斯頓電橋加一恒定電壓，將鉑絲加熱到500℃，當遇到空氣中的可燃氣體時，測量元件在催化劑的作用下，在元件表面發生催化反應，使得溫度升高，阻值增大，電橋輸出不平衡，以此來測定甲烷濃度。該方法是檢測甲烷泄漏zui簡單、經濟的方法，在我國煤礦安全檢測領域具有廣泛應用。但載體催化元件只能檢測0~4％的甲烷濃度，當空氣中甲烷濃度超過5％后，元件會發生“激活”現象，造成*損壞。同時檢測設備需要頻繁標定，熱催化元件的儀器使用壽命一般在1年內，精度較差（10%），而在高H2S條件下，易造成傳感器中毒甚至報廢，使用壽命大大縮短。

3、熱導元件檢測方法

不同氣體的導熱系數存在差別，熱導元件檢測方法就是根據這一特性，來測定氣體的體積濃度。沼氣的主要成分是CH4和CO2 ，被測沼氣的導熱系數由CH4和CO2共同決定。對于彼此之間無相互作用的多組分氣體,其導熱系數可近似地認為是各組分導熱系數濃度的加權平均值。因此,根據沼氣的導熱系數與各組分導熱系數之間的關系,就可以實現沼氣多組分氣體濃度的測定。

目前該檢測方法已廣泛應用在煤礦瓦斯抽排領域，也可用于沼氣中甲烷濃度的測量。但該類型傳感器使用壽命一般在2年左右，且該傳感器對于低濃度測量，具有較大局限性，如無法測量濃度低于5%的甲烷濃度，如果用于甲烷的泄露報警將會造成較大誤差。

4、氣相色譜GC檢測方法

氣相色譜GC分析方法是利用氣體物理吸附能力的差別，將采樣的氣體在色譜中分離然后,熱導檢測器通過熱電阻與被測氣體之間熱交換和熱平衡來實現其CH4、CO2、O2等氣體濃度的檢測，該檢測方法分離效能高，對物理化學性能很接近的復雜混合物質都可以進行定性、定量檢測，靈敏度較高。

氣相色譜分析原理示意圖

由于柱溫與載氣對分離結果的具有較大影響，其中柱溫對分離結果的影響比載氣的大，所以在檢測過程中，除了要經常更換色譜柱外，還需要對色譜柱溫和載氣流速進行適度的調節，以免影響分離結果造成誤差。同時色譜價格相對較貴，需要采樣，不能實現在線分析。

5、紅外氣體分析方法

當對應某一氣體特征吸收波長的光波通過被測氣體時，其強度將明顯減弱，強度衰減程度與該氣體濃度有關，兩者之間的關系遵守朗伯一比爾定律，也就是紅外光譜檢測方法的基本原理。紅外氣體分析技術作為一種快速、準確的氣體分析技術在實際應用中十分普遍。由于該方法是采用物理原理，分析氣體不與傳感器發生反應，因此傳感器使用壽命很長，該類型傳感器不僅可以用于測量沼氣泄露的低濃度報警，也可以用于高濃度的沼氣成分測量。

由上表可知，紅外氣體分析技術相較于奧氏、熱催化、熱導元件、氣相色譜氣體分析技術，具有響應時間快、靈敏度高、使用壽命長、儀器操作方便等優勢。但對國內用戶而言，紅外氣體分析技術普遍存在NDIR傳感器價格昂貴、維護困難、產品質量參差不齊等問題。針對這些問題，銳意自控對NDIR傳感器進行了升級，將紅外傳感器進行模塊化設計，一個傳感器對應檢測一個氣體組分，拆卸維護方便，使得儀器在體積、性能、維護、價格上具有以往儀器*的優勢。

如沼氣分析儀（智能便攜型）Gasboard-3200Plus，采用自主知識產權的模塊化紅外傳感器，可實現CO、CO2、CH4等多組分氣體濃度的快速測量。同時其H2S、O2濃度測量可拓展，流速、流量可采集，體積輕量化，APP終端智能化等創新設計，彌補了沼氣成分、流量一臺儀器不可同時測量，長距離、大規模沼氣項目監測設備不易攜帶，監測數據獲取流程復雜等的不足，可廣泛用于生物沼氣、污水處理廢氣和垃圾填埋氣體等沼氣成分的可靠準確且經濟有效的監測。在滿足行業標準應用的同時，儀器測量組分還可根據用戶需求定制，輕巧便攜，實用性大大提高。

模塊化紅外氣體傳感器工作原理

6、結論

在沼氣技術服務體系建設中，氣體分析儀發揮了十分重要的作用，在選擇配置時需要考慮儀器的使用壽命、功能、質量保障體系、實用性、性價比等因素。在奧氏吸收、熱導元件、熱催化、氣相色譜、紅外光譜的氣體分析儀中，從壽命、功能、實用性等方面考慮，可優先選擇紅外方法的儀器；如果僅測量甲烷濃度或檢測泄露，可以考慮基于熱導和熱催化原理的儀器；如果用于實驗室定性與定量的測量，也可以考慮色譜分析方法。

但隨著沼氣生產和過程控制要求的逐漸提高，不斷實現技術創新升級的紅外沼氣分析儀將逐漸取代奧氏吸收、熱導元件、熱催化、氣相色譜等氣體成分檢測技術，成為我國大中小型沼氣工程沼氣成分監測與工藝過程調控*的氣體成分監測設備。（來源：沼氣圈）