激光(guang)氣(qi)體(ti)(ti)分(fen)析(xi)儀是一(yi)種常用(yong)的(de)分(fen)析(xi)儀器，通過分(fen)析(xi)激光(guang)被(bei)氣(qi)體(ti)(ti)的(de)選擇(ze)性(xing)吸收來獲得氣(qi)體(ti)(ti)的(de)濃(nong)度，被(bei)廣泛用(yong)于多個領域中(zhong)。激光(guang)氣(qi)體(ti)(ti)分(fen)析(xi)儀的(de)原理是什(shen)么呢?下(xia)面山(shan)東新澤就來具體(ti)(ti)介紹(shao)一(yi)下(xia)，希望可以幫助用(yong)戶更好(hao)的(de)應用(yong)產品。

激光氣體分析儀的原理

1.朗(lang)伯-比爾定律

TDLAS技術是一(yi)種高(gao)分辨率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)光譜(pu)吸收技術，半導體(ti)激光穿過(guo)被測氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)光強衰(shuai)減(jian)可(ke)用(yong)朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律(lv)表述式中，IV，0和IV 分別表示(shi)頻(pin)率(lv)V的(de)(de)(de)(de)(de)激光入射(she)時和經過(guo)壓(ya)力P，濃(nong)度(du)X和光程L的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)后的(de)(de)(de)(de)(de)光強;S(T)表示(shi)氣(qi)體(ti)吸收譜(pu)線的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du);線性函數g(v-v0)表征該(gai)吸收譜(pu)線的(de)(de)(de)(de)(de)形狀。通常情況下氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)吸收較(jiao)小，可(ke)用(yong)式(4-2)來(lai)近(jin)似表達(da)氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)吸收。這些關系式表明氣(qi)體(ti)濃(nong)度(du)越高(gao)，對光的(de)(de)(de)(de)(de)衰(shuai)減(jian)也越大。因(yin)此(ci)，可(ke)通過(guo)測量氣(qi)體(ti)對激光的(de)(de)(de)(de)(de)衰(shuai)減(jian)來(lai)測量氣(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)濃(nong)度(du)。

2.光譜線的(de)線強

氣(qi)(qi)體分(fen)子的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)總(zong)是和(he)分(fen)子內部(bu)從低能(neng)(neng)(neng)態到高能(neng)(neng)(neng)態的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)級(ji)躍遷(qian)(qian)相(xiang)聯(lian)系的(de)(de)(de)。線(xian)強(qiang)S(T)反映(ying)了(le)躍遷(qian)(qian)過程中(zhong)受(shou)(shou)激吸(xi)收(shou)、受(shou)(shou)激輻射和(he)自發輻射之間(jian)強(qiang)度的(de)(de)(de)凈效果，是吸(xi)收(shou)光譜(pu)譜(pu)線(xian)最基(ji)本的(de)(de)(de)屬性，由(you)能(neng)(neng)(neng)級(ji)間(jian)躍遷(qian)(qian)概率經及(ji)處于上下(xia)能(neng)(neng)(neng)級(ji)的(de)(de)(de)分(fen)子數(shu)(shu)(shu)目決定(ding)。分(fen)子在不同能(neng)(neng)(neng)級(ji)之間(jian)的(de)(de)(de)分(fen)布受(shou)(shou)溫(wen)度的(de)(de)(de)影響(xiang)，因此光譜(pu)線(xian)的(de)(de)(de)線(xian)強(qiang)也與溫(wen)度相(xiang)關(guan)。如果知道參考線(xian)強(qiang)S(T0)，其他溫(wen)度下(xia)的(de)(de)(de)線(xian)強(qiang)可以由(you)下(xia)式(shi)求出式(shi)中(zhong)，Q(T)為(wei)分(fen)子的(de)(de)(de)配分(fen)函(han)數(shu)(shu)(shu);h為(wei)普朗克常(chang)數(shu)(shu)(shu);c為(wei)光速;k為(wei)波爾茲曼常(chang)數(shu)(shu)(shu);En為(wei)下(xia)能(neng)(neng)(neng)級(ji)能(neng)(neng)(neng)量(liang)。各種(zhong)氣(qi)(qi)體的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)譜(pu)線(xian)的(de)(de)(de)線(xian)強(qiang)S(T0)可以查閱相(xiang)關(guan)的(de)(de)(de)光譜(pu)數(shu)(shu)(shu)據庫(ku)。

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