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FTIR Spectroscopy

[FTIR] Gas analysis accessories

 

JASCO & PIKE | Gas Analysis Accessories (가스 셀)

 

FTIR을 이용한 기체(Gas) 시료 분석 시, 분석하고자 하는 가스의 농도(Concentration)에 따라 광경로(Pathlength)가 다른 Gas Cell을 선택해야 합니다. 빛이 시료를 통과하는 거리가 길어질수록 미량의 시료도 민감하게 검출할 수 있습니다. TS Science는 범용 분석을 위한 Short-Path Gas Cell부터, 미량(ppm 단위) 분석을 위한 다중 반사 방식의 Long-Path Gas Cell까지 연구 목적에 최적화된 솔루션을 제공합니다.

 

가스 농도에 따른 Gas Cell 선택 가이드
  • • 고농도 가스 (1% ~ 100% / 수천 ppm 이상) : Short-Path Gas Cell
    주로 50mm, 100mm의 짧은 광경로를 가진 셀을 사용합니다. 일반적인 배기가스 모니터링, 고농도의 합성 가스 분석 등 상대적으로 농도가 높은 시료를 측정할 때 빛의 포화(Saturation)를 방지하면서 안정적인 스펙트럼을 얻을 수 있습니다.
  • • 저농도 미량 가스 (ppm ~ ppb 레벨) : Long-Path Gas Cell
    미량의 혼합 가스나 환경 모니터링, 대기 오염 물질 분석 시에는 3m, 10m, 12m 등 광경로가 매우 긴 셀이 필요합니다. 내부의 골드(Gold) 거울을 통해 IR 빛을 수십 번 반사시켜 물리적인 부피를 최소화하면서도 광경로를 획기적으로 늘려 민감도를 극대화합니다.
Long-Path Gas Cell의 다중 반사 원리란?

실제 12m 길이의 튜브를 사용할 수 없으므로, 원통형 셀 양 끝에 고반사율 미러(Mirror)를 배치하여 빛이 지그재그로 수차례 왕복하도록 설계되었습니다. 이를 통해 좁은 시료실(Sample Compartment) 내부에서도 수 미터 단위의 광경로를 구현합니다.

 

1. Long-path Gas Cells (다중 반사 롱패스 가스 셀)

JASCO 장비의 시료실(Sample compartment)에 완벽하게 호환되며, 일반적인 농도부터 극미량 가스 분석까지 커버할 수 있는 라인업입니다.

Long-Path Gas Cell
Model Series LPC Series (Long-Path)
Type Long-Path (다중 반사 장경로 가스 셀)
Pathlength (광경로) 3 m / 8 m / 10 m / 12 m
Target Concentration 저농도 (ppm ~ ppb)
Key Features Heating Jacket을 통하여 200도까지 온도 조절이 가능함.
*Application Data : 12m 롱패스 가스 셀을 활용한 극미량 가스 분석 (CO & Moisture)*

일반적으로 ppm 단위의 미량 가스 측정 시에는 고감도의 MCT 검출기(액체질소 냉각 방식)가 필수적이라고 알려져 있습니다. 하지만 JASCO의 최적화된 광학 설계가 적용된 12m Long-Path Gas Cell (LPC-12M-FV, 진공 타입)을 사용하면, 기본적으로 장착되어 있는 TGS 검출기만으로도 극미량 가스의 정밀한 정성/정량 분석이 가능합니다.

10.1 ppm CO 가스 스펙트럼 (대기압 vs 가압)

[데이터 1] 10.1 ppm 일산화탄소(CO) 스펙트럼 및 가압 측정 효과
동일한 10.1 ppm 농도의 CO 가스를 대기압(Atmospheric pressure)과 +0.1 MPa 가압 상태에서 측정한 비교 데이터입니다. 시료를 가압할 경우 가스의 밀도가 높아져 피크의 강도(Absorbance)가 압력에 비례하여 약 2배 증가합니다. 이러한 가압 측정 기법을 롱패스 가스 셀과 병행하면 검출 한계(Limit of Detection)를 더욱 낮출 수 있습니다.

15 ppm 수분 스펙트럼 및 재현성

[데이터 2] 15 ppm 표준 수분(Water Vapor) 측정 재현성
15 ppm의 극미량 수분을 셀 내부에 주입하고 배기하는 과정을 반복하여 측정한 결과입니다. 1653 cm⁻¹ 흡수 대역에서 0.0316 Abs (±0.63%)의 매우 뛰어난 분석 재현성을 확인했습니다. 특히 Full Vacuum 타입의 셀을 사용하여 측정 과정 중 대기 중의 수분(습도) 간섭을 완벽히 배제할 수 있었습니다.

 

2. Short-Path Gas Cells

JASCO FTIR에 슬라이드 마운트 방식으로 간편하게 장착할 수 있는 Short-Path Gas Cell입니다. 고투과율(HT) 및 경제형(EC) 모델을 통해 연구 예산과 목적에 맞춘 유연한 구성이 가능합니다.

Short-Path Gas Cells
Model Series HT Gas Cell (High Throughput) EC Gas Cell (Economical)
Type Short-Path (유리 스톱콕 포함) Short-Path (표준 셉텀 씰링)
Pathlength 50 mm / 100 mm 50 mm / 100 mm
Application 검출기로 들어가는 빛의 에너지를
최대화해야 하는 고감도 측정
간헐적인 가스 샘플링을 위한
경제적이고 실용적인 솔루션

 

TS Science는 화학, 환경 모니터링, 전기화학 연구 등 다양한 분야에 최적화된 JASCO FTIR 구성 및 가스 셀 악세서리를 지원합니다.

분석하시고자 하는 타겟 가스의 종류와 예상 농도를 기술영업부로 알려주시면 가장 적합한 모델과 Window 재질(KBr, CaF2, BaF2 등)을 추천해 드립니다.

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약관

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