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浅析光声光谱气体监测仪的工作原理

时间:2021-12-17 浏览次数:221

  光声光谱气体监测仪的检测原理是基于光声光热效应,光声光热效应是由于物质吸收一强度随时间变化的光(能)束或其他能量束而被时变加热(即加热随时间而变化)时所引起的一系列声效应和热效应。
 
  光声光热效应是由于物质吸收一强度随时间变化的光(能)束或其他能量束而被时变加热(即加热随时间而变化)时所引起的一系列声效应和热效应。光声信号是由波长与被测量组分的吸收谱带相一致的调制光产生的。分子通过吸收特定波长的光子后被激发,受激分子可由下列四种机制释放能量返回基态:
 
  ①发射光子(荧光),即辐射去激励;
 
  ②诱发一种光化学过程,即光化学反应;
 
  ③与气体中分子相碰撞,经无辐射驰豫过程转变为相撞的两个分子平移动能,即加热;
 
  ④与处于基态的同类气体分子相碰撞,使该分子跃迁激发态,即气体本身能量的转移。
 
  光声信号是由第三种机制产生的,并受到第四种机制的影响。物质由于无辐射驰豫过程,把吸收的光能部分或全部地转变成热能而使自己得到加热。当入射光强度调制频率小于该驰豫过程的驰豫频率,光强调制就会在气体中产生相应的温度调制,根据查理定律,封闭的光声池内的气体温度调制,会产生频率与光强调制频率相同的周期性起伏。因此,强度时变的光束能够在气体试样内激发出相应的声压,用传声器就可直接检测声信号。

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