合成气（主要成分为一氧化碳和氢气）是煤化工、天然气重整及生物质利用的核心原料，其成分精确与否直接关系下游甲醇、合成氨、燃料生产的效率、安全与环保合规。因此，选择适合、可靠的监测技术对合成气生产与应用至关重要。

一、 气相色谱法 (GC)

原理：利用不同气体组分在流动相（载气）和固定相（色谱柱）中分配或吸附能力的差异实现分离，经检测器（如热导检测器TCD、氢火焰离子化检测器FID）定量分析。

应用与特点：可同时精确测定合成气中H₂、CO、CO₂、CH₄、N₂及微量烃类等几乎所有主要和次要组分，具有较高的准确度和灵敏度。通常需要定时采样和一定分析周期（数分钟），适用于实验室精细分析或对实时性要求不苛刻的在线监测点。样品需预处理（除湿、除尘、稳压）。

二、 红外线气体分析 (NDIR)

原理：基于气体分子对特定波长红外光的特征吸收。不同气体（如CO、CO₂、CH₄）有其独特的吸收峰，通过测量特征波长光强的衰减程度确定气体浓度。

应用与特点：特别适合在线连续监测CO、CO₂、CH₄等具有强红外吸收的气体。结构相对简单、维护量适中、响应较快（秒级）。但难以直接测量H₂、N₂、O₂（无红外吸收），对背景气中干扰组分敏感，需注意交叉干扰补偿。常用于过程控制中关键组分的实时监控。

三、 电化学传感器

原理：目标气体在传感器工作电极发生氧化或还原反应，产生与浓度成比例的电流信号。

应用与特点：主要用于监测O₂、CO、H₂S等气体，尤其适用于需要便携或安装空间受限的安全报警场合。成本较低，结构小巧。但传感器寿命有限（通常1-3年），易受环境温湿度及某些气体（如H₂）干扰，测量范围较窄，精度和长期稳定性通常低于光学方法。常作为安全监测的补充手段。

四、 激光光谱技术 (TDLAS)

原理：利用可调谐半导体激光器发射窄线宽激光，精确扫描气体分子的单条吸收谱线。通过检测激光穿过气体后的强度衰减，利用比尔-朗伯定律反演气体浓度。

应用与特点：具有高选择性（避免交叉干扰）、高灵敏度、响应速度快（毫秒到秒级）的特点。可实现原位、非接触式测量，无需复杂采样预处理系统。非常适用于H₂O、CO、CO₂、CH₄、NH₃、H₂S等组分的在线实时监测，尤其是在高温、高压、高粉尘、强腐蚀性等恶劣工况下优势突出。

五、 拉曼气体分析技术

原理：基于拉曼散射效应。当激光照射气体分子时，部分散射光频率会发生与分子振动/转动能级相关的改变（拉曼位移）。不同气体具有唯一的拉曼“指纹”光谱。

应用与特点：其显著优势在于单台仪器可同时、快速（秒级）定量分析合成气中几乎所有主要组分（H₂, CO, CO₂, CH₄, N₂, O₂, H₂O等）及部分微量杂质。无需载气或消耗品，通常为非接触或旁路测量，维护需求较低。对H₂的检测能力是其区别于红外方法的突出特点。适用于需要全面、实时掌握合成气全组分的复杂工艺监控点。成本相对较高，对光学窗口洁净度有一定要求。

鉴知®RS2600气体分析仪基于激光拉曼光谱原理，可检测除惰性气体外的所有气体，可实现多组分气体同时在线分析。

石油化工：CH4、C2H6、C3H8、C2H4等烃类气体

氟化工：F2、BF3、PF5、HCl、HF等腐蚀性气体

冶金行业：N2、H2、 O2、 CO2、 CO等气体

生物制药：H2S、NH3、CH4、CO2等发酵尾气

科学研究：H2、D2、T2、HD、HT、DT等同位素气体

技术优势：

多组分：多组分气体同时监测

灵敏度高：定量范围ppm~100%，灵敏度为同类产品100倍

适用广：500+种气体可测，可检测除惰性气体外的所有气体

秒级响应：单次检测时间< 2s

维护简单：可耐受高压，直接检测无耗材

六、 质谱法 (MS)

原理：将气体分子电离成离子，在电场或磁场中根据质荷比（m/z）进行分离和检测。

应用与特点：可分析极宽浓度范围（从常量到痕量）的绝大多数气体组分，灵敏度极高，分析速度非常快（毫秒级）。系统复杂且成本高昂，通常需要真空环境和专业操作维护，更多用于实验室深入研究、痕量杂质分析或对多流路、超快速分析有严格需求的特殊工业场合。

随着激光、光谱及传感器技术的持续进步，合成气监测正朝着更高精度、更快响应、更强抗干扰能力、更低维护需求及更优性价比的方向发展。在线、原位、多组分同步分析技术日益成为复杂工业过程智能化控制与优化的关键支撑。