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根據(jù)Lambert-Beer定律,,通過對(duì)氣體吸收后的光進(jìn)行光譜分析,,可以準(zhǔn)確得出被測各項(xiàng)氣體物理參數(shù),如氣體的種類,、濃度,、溫度以及壓力等信息,其中氣體的種類和濃度是最主要的測量參數(shù),。
Lambert-Beer 定律
圖1 吸收測量示意圖
Fig.1Schematic ofabsorption measurements
當(dāng)一束光穿過氣體時(shí),,部分光會(huì)被氣體吸收,吸收測量如圖1.1所示,。根據(jù)Lambert-Beer定律,,一束頻率為v的單色光通過含有吸光氣體的吸收池后,透射光的強(qiáng)度可以表示為:
(1-1)
其中I0是沒有氣體吸收時(shí)強(qiáng)度,。N是每立方厘米體積內(nèi)吸收分子的分子個(gè)數(shù),,單位為molecules/cm3,。s(v)是吸收物質(zhì)的吸收橫截面積,單位為cm2/molecule,。L是通過吸收池內(nèi)介質(zhì)的有效吸收光路徑,,單位為cm。a(v)是吸收池內(nèi)介質(zhì)的吸收系數(shù),,單位為cm-1,。Ptot為吸收池的總壓強(qiáng),單位為Torr,。x為吸收物質(zhì)的摩爾體積分?jǐn)?shù),,一般也等價(jià)于體積濃度。j(v)為吸收譜線的線型函數(shù),,表示吸收譜線的形狀,,與溫度、壓強(qiáng)和吸收介質(zhì)的種類有關(guān),。
二,、常見測量技術(shù)
直接吸收光譜技術(shù)是通過調(diào)諧激光頻率到選擇吸收譜線透過率和譜線形狀進(jìn)行分析,并獲取一些重要信息,,如吸收譜線強(qiáng)度和增寬系數(shù),。從這些光譜測量得到信息可以推斷出氣體溫度、濃度,、氣流速度以及壓力等參數(shù)值,。圖2是典型直接吸收測量示意圖,信號(hào)發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號(hào)給激光驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)DFB激光器,,激光器輸出激光通過待測氣體,,光電探測器接收到透射光,并通過對(duì)光強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行分析,,從而測量得到氣體濃度值,。
圖2典型直接吸收測量示意圖
實(shí)現(xiàn)直接吸收光譜檢測透射光容易受到背景噪聲的干擾,、激光器光強(qiáng)波動(dòng)等因素的影響,,為了減小噪聲的干擾,通常會(huì)使用高靈敏光譜技術(shù),,如采用波長調(diào)制技術(shù)對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行高頻調(diào)制,,實(shí)現(xiàn)抑制高頻背景噪聲,從而極大提高探測靈敏度和精度,。
如圖3所示為波長調(diào)制測量示意圖,,信號(hào)發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號(hào)疊加快速正弦頻率f的調(diào)制信號(hào)給激光驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)DFB激光器,激光器輸出調(diào)制光經(jīng)過待測氣體,,光電探測器接收到吸收后光強(qiáng),,此時(shí)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入到鎖相放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)輸出波長調(diào)制的諧波信號(hào),,根據(jù)諧波信號(hào)的值計(jì)算得到此時(shí)氣體濃度值。
圖3 波長調(diào)制測量示意圖
氣體直接吸收信號(hào)與經(jīng)過鎖相放大器后的各個(gè)次數(shù)的諧波信號(hào),,奇次諧波信號(hào)的吸收中心位置WMS-1f的零點(diǎn)處,,偶次諧波信號(hào)的吸收中心位置在峰值處。由于偶次諧波信號(hào)的吸收譜線中心位置在在峰值處和隨著次數(shù)增加,,偶次諧波信號(hào)呈現(xiàn)遞減,,所以二次諧波信號(hào)長城作為測量信號(hào)。
北崎優(yōu)勢:
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光源類:
1... EYE巖崎——UV燈,、照度計(jì) (備庫銷售)
2... SEN日森——UV固化裝置,、高壓水銀燈、紫外光清洗設(shè)備 (備庫銷售)
3... CCS晰寫速——環(huán)形光源,、面光源,、光源箱 (部份光源可提供試樣)
4... REVOX萊寶克斯——光源箱
5... SERIC索萊克——人工太陽照明燈
6... POLARION普拉瑞——強(qiáng)光燈
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7... FUNATECH船越龍——目視檢查燈 (備庫銷售)
8... USHIO牛尾——UV汞燈、小燈泡
9... ATIEC艾泰克——光源,、條光,、同軸光、強(qiáng)光燈
10...YAMADA依夢達(dá)——光源 (備庫銷售)
儀器儀表類:
1... SANKO山高——膜厚儀,、金屬探測儀
2... TOKI東機(jī)產(chǎn)業(yè)——粘度計(jì)
3... SONIC索尼克——超聲波風(fēng)速儀,、氣體及液體流量計(jì) (備庫銷售)
4... SAKAGUCHI坂口電熱——熱電偶、耐熱線,、熱電對(duì)
5... DIT東日技研——靜電消除器,、離子風(fēng)棒
6... SUGIYAMA杉山電機(jī)——下死點(diǎn)檢測儀、誤送檢測裝置 (備庫銷售)
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7... IJIMA飯島電子——酸素計(jì),、氧氣分析儀,、濃度計(jì)
8... TORAY東麗——?dú)怏w分析儀
9... HIOKI日置——功率分析儀、記錄儀,、電流傳感器
10...TOPCON拓普康——色彩亮度計(jì),、輝度計(jì)、照度計(jì) (備庫銷售)
11...KYOWA共和——應(yīng)變儀,、應(yīng)變片,、傳感器 (部份備庫銷售)
12...USHIO牛尾——照度計(jì) (備庫銷售)
13...ORC歐阿希——照度計(jì) (備庫銷售)
14...AND愛安德——水分計(jì),、天平,、粘度計(jì) (備庫銷售)
15...YASKAWA安川——磁性開關(guān) (備庫銷售)
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3... NEWKON新光——打孔機(jī),、鋼印機(jī)
4... MUSASHI武藏——點(diǎn)膠機(jī)
5... KAIJO凱捷——清洗機(jī)
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