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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(zhǎng)的紅外光通過(guò)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(zhǎng)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(guò)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(zhǎng)λ的吸收系數(shù)。

 

由上式可知，當(dāng)選定某一特定波長(zhǎng)并且確定了分析池（吸收池）長(zhǎng)度時(shí)，由測(cè)量光強(qiáng)I_O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(zhǎng)：CO₂為4.26um，SO₂為7.4um。