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簡(jiǎn)述紅外線氣體分析儀的基本原理

更新時(shí)間:2021-10-13   點(diǎn)擊次數(shù): 3816次

 各種多原子的氣體,對(duì)紅外線這一段電磁波的輻射能都具有一定的吸收能力,而且這種吸收能力對(duì)波長(zhǎng)具有選擇性,就是說(shuō)某一種氣體只對(duì)某一段紅外線光譜的輻射能具有吸收能力。而對(duì)其余波段的輻射能則不能吸收,由于各種物質(zhì)的分子本身都存在一個(gè)特定的震動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)頻率,只有當(dāng)紅外線光譜中某一段光譜的頻率與物質(zhì)分子本身的頻率相一致時(shí),該物質(zhì)分子才能吸收這一段紅外線光譜的輻射能。我們把能吸收的這一波段紅外線光譜成為該氣體的特征吸收波段。氣體吸收了紅外線光譜輻射能后,一部分可轉(zhuǎn)變成熱能,使溫度升高。紅外線光譜的輻射又特別顯著,這就能讓我們利用各種熱元件,如電熱堆、熱敏電阻等去測(cè)量紅外線輻射能的大小。紅外線氣體分析儀就是基于這些特征工作的,它主要利用的是1-25μm之間的一段紅外線光譜。

同一原子組成的雙原子氣體,如N2、O2、CL2、H2以及各種惰性氣體,由于在1-25μm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)沒(méi)有特征吸收波段,所以不能用紅外線氣體分析儀來(lái)測(cè)量這些氣體。

紅外線光通過(guò)介質(zhì)時(shí),或多或少地被介質(zhì)吸收,所以折射出的紅外線光強(qiáng)總是小于射入的紅外線光強(qiáng),光強(qiáng)的減弱服從朗伯-比爾定律。

需要說(shuō)明的是,朗伯-比爾定律和線性吸收規(guī)律都是在假定通過(guò)被測(cè)組分的紅外線光譜是連續(xù)的,并且在吸收的特征光譜波段內(nèi),吸收系數(shù)是 常數(shù),而實(shí)際上,在紅外線氣體分析儀中,通過(guò)被測(cè)組分的紅外線光譜不是連續(xù)的,在吸收的特征光譜波段內(nèi),吸收系數(shù)也不是常數(shù),而是根據(jù)波長(zhǎng)不通變化的。這樣就會(huì)使實(shí)際使用儀表分析與根據(jù)朗伯-比爾定律和線性吸收規(guī)律計(jì)算的結(jié)果出現(xiàn)誤差,所以這些方法只是供我們?cè)俜治鰡?wèn)題時(shí)使用的。


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