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說(shuō)一說(shuō)激光在線氣體分析儀的工作原理
閱讀：192 發(fā)布時(shí)間：2022-3-21
激光在線氣體分析儀通過(guò)分析激光被氣體的選擇性吸收來(lái)獲得氣體的濃度,。它與傳統(tǒng)紅外光譜吸收技術(shù)的不同之處在于,，半導(dǎo)體激光光譜寬度遠(yuǎn)小于氣體吸收譜線的展寬,。
激光在線氣體分析儀的原理：
1.朗伯-比爾定律
因此,，TDLAS技術(shù)是一種高分辨率的光譜吸收技術(shù),，半導(dǎo)體激光穿過(guò)被測(cè)氣體的光強(qiáng)衰減可用朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律表述式中,；
IV,，0和IV分別表示頻率V的激光入射時(shí)和經(jīng)過(guò)壓力P，濃度X和光程L的氣體后的光強(qiáng),；S(T)表示氣體吸收譜線的強(qiáng)度,；線性函數(shù)g(v-v0)表征該吸收譜線的形狀。
通常情況下氣體的吸收較小,，可用式(4-2)來(lái)近似表達(dá)氣體的吸收,。
這些關(guān)系式表明氣體濃度越高，對(duì)光的衰減也越大,。因此,，可通過(guò)測(cè)量氣體對(duì)激光的衰減來(lái)測(cè)量氣體的濃度。
2.光譜線的線強(qiáng)
氣體分子的吸收總是和分子內(nèi)部從低能態(tài)到高能態(tài)的能級(jí)躍遷相聯(lián)系的,。線強(qiáng)S(T)反映了躍遷過(guò)程中受激吸收,、受激輻射和自發(fā)輻射之間強(qiáng)度的凈效果，是吸收光譜譜線較基本的屬性,，由能級(jí)間躍遷概率經(jīng)及處于上下能級(jí)的分子數(shù)目決定,。
分子在不同能級(jí)之間的分布受溫度的影響，因此光譜線的線強(qiáng)也與溫度相關(guān),。
如果知道參考線強(qiáng)S(T0),，其他溫度下的線強(qiáng)可以由下式求出式中，Q(T)為分子的配分函數(shù),；h為普朗克常數(shù),；c為光速；k為波爾茲曼常數(shù),；En為下能級(jí)能量,。
各種氣體的吸收譜線的線強(qiáng)S(T0)可以查閱相關(guān)的光譜數(shù)據(jù)庫(kù)。