安全使用制冷剂
现代工业制冷剂的应用已有近百年历史，而近年来，这一市场呈现出显著的增长态势。化石燃料价格上涨以及平均气温升高，推动了对更高效热泵和空调系统的需求，而所有这些设备都离不开制冷剂的运行。
为确保制冷剂系统（尤其是在封闭空间内）的安全性，对其泄漏的检测、并在必要时测定单个组分的浓度至关重要。借助InfraTec的热释电探测 器，NDIR气体分析可为种类广泛的制冷剂提供可靠的检测结果。这不仅适用于那些久经应用但部分对气候极具危害的传统制冷剂，也同样适用于替代前者、更具可持续性的新型制冷剂
制冷剂的应用
制冷剂广泛应用于日常生活的众多领域，例如
冷却（冰箱、冷柜、冷藏及冷冻仓库、食品加工、冷藏集装箱等）；
空调制冷（室内、建筑物及车辆中的空调系统）；
制热（家用的供暖热泵、热水制备、用于余热利用的工业热泵）；
工业及技术过程中的工艺冷却（例如化工、制药或塑料行业）；
机器与设备的冷却（例如半导体制造工艺、服务器机房的冷却）；
众多特殊及专门应用（例如低温技术、医疗技术——实验室冷却、血库、磁共振成像设备；环保技术——热能回收、能源技术）。
大多数制冷剂在室温及常压下呈气态，因此常被称为制冷剂气体或冷却气体。这些冷却气体的特点是易于液化和蒸发，并在相变过程中实现特别高效的传热g).
典型的冷却气体及其应用领域如下表所示：
| 种类 | 制冷剂 | 说明/典型应用 |
| 无机制冷剂 |
氨，NH₃ / R717 |
工业制冷设备、冰上运动场馆、大型热泵 |
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二氧化碳，CO₂ / R744 |
商用冷柜、运输制冷及工业制冷 |
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水，R718 |
吸收式制冷机、高温热泵等 |
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| 空气，R729 | 飞机空调、低温技术 | |
| 有机制冷剂（碳氢化合物） |
丙烷，R290 |
商用制冷、热泵、空调 |
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异丁烷，R600a |
家用冰箱 |
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| 异丁烷，R600a | 工业制冷设备、冷冻应用 | |
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合成制冷剂 (F-气体) |
HFKW (部分氟化烃) | |
| R134a | 旧款汽车空调 | |
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R404A (混合物) |
早期商业制冷设备 |
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R410A (混合物) |
空调 |
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R407C (混合物) |
空调与热泵 |
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HFO (氢氟烯烃) |
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R1234yf |
现代汽车空调 |
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R1234ze |
制冷与热泵 |
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| R513A (混合物) | R134a替代品 | |
制冷剂气体的检测
制冷剂在制冷、空调和热泵设备的封闭回路中循环，在使用过程中不会被消耗。只有在制冷系统发生泄漏时，它们才会进入外部环境中。当制冷剂气体有毒、易燃易爆或对气候具有强破坏性时，这就需要我们提高警惕。热释电红外探测器非常适合用于及早发现制冷系统的泄漏——尤其是在封闭空间内。在一定限制条件下，也可用于测定泄漏气体的浓度。
对于制冷剂气体的检测和浓度测定，可采用多种方法，包括傅里叶变换红外光谱法、电化学探测器测量或光离子化探测器。然而，在许多领域，非色散红外气体分析（NDIR）已成为标准方法，因为它兼具成本效益和耐用性的优点，并适用于多种气体。
制冷剂气体的NDIR气体分析
许多制冷剂都具备其特征红外吸收带，因此可采用NDIR气体分析法对其进行检测。由于所使用的冷却气体是已知的，因此可以对红外光源、探测器和滤 光片的透射范围进行针对性的调节，以匹配制冷剂特定的吸收带。
制冷剂气体的典型红外吸收范围
NDIR气体分析特别适用于对多种冷却气体进行固定式泄漏监测，例如二氧化碳（CO₂）、氢氟碳化物（HFCs）、氢氟烯烃（HFOs）、以及大量碳氢化合物和氟氯烃。这些制冷剂通常含有以下化学键：
C–F (碳-氟键)
C–H (碳-氢键)
C=O (碳-氧双键)
这些化学键的振动主要集中在中红外和远红外波段，波长范围在 2.5 µm 至 15 µm 之间。因此，许多冷却气体都具有特定的吸收波段，从而能够实现选择性与可靠性兼备的检测。
| 制冷剂 |
典型吸收波长 |
NDIR适用性 |
|
氟化制冷剂（如 HFC、HFO) |
8 – 9 µm | 适用性良好 |
|
碳氢化合物（如丙烷、异丁烷） |
3 – 3.5 µm | 适用性一般 |
| CO2 | 4.26 µm | 适用性极佳 |
| NH3 |
9 –11 µm (10.3 µm) |
适用性一般（存在水与二氧化碳的交叉干扰） |
8至9µm波段对于制冷剂传感尤为理想，因为多种冷却气体在该波段具有显著的吸收谱带，且不存在水蒸气和二氧化碳的干扰影响。
对于热释电探测器，其红外滤光片的选择必须确保在制冷剂最大吸收波段具有尽可能高的透过率，同时对干扰波长具备最小的交叉灵敏度。此外，红外光源与探测器在该波段范围内需具备足够的辐射输出或足够的辐射灵敏度。
制冷剂混合物的分析
当制冷剂以气体混合物的形式存在时，会给NDIR分析带来困难，尤其是当各组分的吸收带差异较小时。这种情况主要发生在冷却气体化学性质相似、从而光谱特征也非常接近时。通常，存在高度交叉干扰的情况下，只能测定混合物的总浓度。若各组分气体具有独立的吸收带，则可采用多通道探测器，每个通道配备特定的滤光片，从而实现各组分的同步检测，进而测量或计算出各单一组分的浓度。
现代制冷剂的特性
根据相关环境法规的要求，安全等级为A2L（依据ISO817或ASHRAE34标准划分）的现代制冷剂正日益取代A1级制冷剂（如R134a）。这类冷却气体——通常为 HFO （氢氟烯烃）以及 HFO/HFC （氢氟烯烃/氢氟碳化物）混合物——由于可燃性降低，其检测重点已从最小泄漏点的探测转向浓度检测。例如，可靠地防止冷却气体在封闭空间内形成危险积聚，或对制冷剂的消耗量进行监控。因此，探测器必须具有特别优异的长期稳定性，并能够准确可靠地测量从高 ppm 级别至百分比范围内的浓度。
InfraTec 解决方案
我们很乐意为您在制冷剂检测方面提供支持。对于 CO₂或碳氢化合物等冷却气体，我们可提供标准目录中的常备红外滤光片；对于其他制冷剂，则需由我们的技术专家根据具体应用来为您选定探测器和滤光片。在此过程中，需要明确以下问题：
需要检测哪些制冷剂？
是进行定性检测（如用于发现泄漏），还是进行浓度的定量测定？
需要测定的是混合物中单一冷却气体的浓度，还是 总浓度？
样品中存在的或可能存在其他气体会产生什么影响？
平面多通道探测器
无论上述问题的答案如何，我们都推荐使用 LIM、LMM、LRM 系列平面多通道探测器以及 PyrIQ®数字探测器用于冷却气体的检测。特别是对于长期稳定的泄漏检测需求，探测器需配备一个参考通道，以补偿光学元件污染、探测器信号漂移或红外光源波动等影响。
标准滤镜和窗口
针对您的具体测量需求，我们还能为您提供种类丰富的滤光片。值得留意的是：检测成功与否的关键并不在于选择尽可能“窄”的滤光片，而在于滤光片能否最佳地覆盖目标光谱范围，并具备足够的稳定性——这两者都是确保探测器即使在红外光源老化或温度漂移的情况下仍能提供有效探测结果的先决条件。
探测器搜索
InfraTec 提供不同的产品系列，包括约 50 种标准热释电探测器。我们的产品范围还包括采用缩小麦克风技术和集成运算放大器的探测器以及数字探测器。
请在我们详细的探测器搜索帮助下选择适合您的红外探测器。
