1HW(ST)高頻紅外碳硫儀分析原理
當(dāng)金屬導(dǎo)體處在一個(gè)高頻交變電場(chǎng)中,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,將在金屬導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由于導(dǎo)體的電阻很小,從而產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電流。由焦耳—楞次定律可知,交變磁場(chǎng)將使導(dǎo)體中電流趨向?qū)w表面流通,引起集膚效應(yīng),舜間電流的密度與頻率成正比,頻率越高,感應(yīng)電流密度集中于導(dǎo)體的表面,即集膚效應(yīng)就越嚴(yán)重,有效的導(dǎo)電面積減少,電阻增大,從而使導(dǎo)體迅速升溫燃燒,釋放出CO2、SO2氣體。
CO2、SO2等氣體分子在紅外光波段,具有選擇性吸收譜圖,當(dāng)某此特定波長的紅外光通過CO2或SO2氣體后,能產(chǎn)生強(qiáng)烈的光吸收,此吸收規(guī)律可由朗伯-比爾定律得出。
IO(λ)=Ii(λ)(- α(λ)CL)…………………………(1)
由于探測(cè)器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),當(dāng)探測(cè)器工作在線性區(qū)域內(nèi),則(1)可改寫為:
VO(λ)=Vi(λ)(- α(λ)CL)…………………………(1)
式中:Ii(λ) 、Vi(λ)分別為特定波長λ的入射光強(qiáng)和對(duì)應(yīng)的電信號(hào)值。
IO(λ) 、VO(λ)分別為通過吸收池后出射光強(qiáng)和對(duì)應(yīng)的電信號(hào)值。
α(λ)為測(cè)定氣體在特定波長λ的吸收系數(shù)。
由上式可知,當(dāng)選定某一特定波長并且確定了分析池(吸收池)長度時(shí),由測(cè)量光強(qiáng)IO能換算出混合氣體中被測(cè)氣體的濃度,這就是紅外吸收法能定量測(cè)量氣體濃度的基本原理。
1HW(ST)高頻紅外碳硫儀選定的測(cè)量波長:CO2為4.26um,SO2為7.4um。