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發(fā)布日期:2022-05-29 點(diǎn)擊率:39
紅外氣體分析器是利用被測(cè)氣體對(duì)中紅外光線的吸收來(lái)分析氣體的設(shè)備,吸收規(guī)律符合朗伯-比爾定律紅外氣體分析器是一類應(yīng)用廣泛、具代表性的在線氣體分析器,靈敏度高、穩(wěn)定性好,常見(jiàn)非單元素氣體都有可能適用。
1、吸收光譜法
當(dāng)分子從外界吸收電磁輻射能時(shí),電子、原子、分子受到激發(fā),會(huì)從較低能級(jí)躍遷到較高能級(jí),躍遷前后的能量之差為:
E2 - E1 = hv
式中 E2,E1-分別表示較高能級(jí)和較低能級(jí)(躍遷前后的能級(jí))的能量;v-輻射光的頻率;h-普朗克常數(shù),4.136×10-15eV·s 。
當(dāng)某一波長(zhǎng)電磁輻射的能量E恰好等于某兩個(gè)能級(jí)的能量之差E2-E1時(shí),便會(huì)被某種粒子吸收并產(chǎn)生相應(yīng)的能級(jí)躍遷,該電磁輻射的波長(zhǎng)和頻率稱為某種粒子的特征吸收波長(zhǎng)和特征吸收頻率。
振動(dòng)能級(jí)的基頻位于中紅外波段,近紅外波段主要是各種基團(tuán)振動(dòng)的倍頻和合頻吸收。中紅外吸收能力強(qiáng),靈敏度高;近紅外吸收弱,靈敏度低。
氣體的吸收光譜是由許多帶寬很窄的吸收線組成的吸收帶,用高精度的分光儀檢測(cè)可以展開(kāi)成獨(dú)立的吸收峰。
2、朗伯-比爾定律
當(dāng)紅外線波長(zhǎng)與被測(cè)氣體吸收譜線相吻合時(shí),紅外能量被吸收。紅外光線穿過(guò)被測(cè)氣體后的光強(qiáng)衰減滿足朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律:
式中和分別表示紅外頻率為的光線入射時(shí)和經(jīng)過(guò)壓力、濃度和光程的氣體后的光強(qiáng),表示氣體吸收譜線的譜線強(qiáng)度,線形函數(shù)表征該吸收譜線的形狀。當(dāng)氣體的吸收較小(吸收率低、濃度低或光程較短),可用公式(2)來(lái)近似表達(dá)氣體的吸收。這些關(guān)系表明氣體濃度越大,對(duì)光的衰減也越大。因此,可通過(guò)測(cè)量氣體對(duì)紅外光線的衰減來(lái)測(cè)量氣體濃度。
為了保證讀數(shù)呈線性關(guān)系,當(dāng)待測(cè)組分濃度大時(shí),分析器的測(cè)量氣室較短,短的為0.3mm;當(dāng)濃度低時(shí),測(cè)量氣室較長(zhǎng),長(zhǎng)的為>200mm。經(jīng)吸收后剩余的光能用紅外檢測(cè)器檢測(cè)。
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