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紅外CO2氣體分析儀的工作原理介紹

發(fā)布日期:2022-06-30點(diǎn)擊次數(shù):2502

  紅外CO2氣體分析儀是利用CO2對紅外光譜中某特定波長有強(qiáng)烈吸收能力的特性以測量氣體環(huán)境中CO2濃度的儀器。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,溫室效應(yīng)不斷加劇,已嚴(yán)重影響到了人類的生存與發(fā)展。二氧化碳是最主要的溫室氣體,對溫室效應(yīng)的作用可達(dá)66%。大部分的溫室氣體與人類活動有關(guān),特別是進(jìn)入工業(yè)化后,溫室氣體的濃度急速上升。
  紅外CO2氣體分析儀原理是不同的氣體分子,對于紅外輻射區(qū)有著不同的吸收特征波長。CO2氣體對4.26微米波長紅外輻射有強(qiáng)烈的選擇吸收能力。這是因在4.26微米波長紅外線作用下,CO2分子偶極子與之發(fā)生共振,因而能吸收這個(gè)波長的紅外輻射。其他單原子(如H)及同原子分子(如N2、H2)則不存在振動偶極子,故不吸收紅外輻射。當(dāng)波長4.26微米的紅外線通過含有CO2的空氣時(shí),部分能量被CO2吸收,能量的減少量可根據(jù)比爾定律(Beer’sLaw)測定,即:
  E=E0×e-KcL(1)
  或△E=E0-E=E0(1-e-KcL)(2)式中E0是入射前的紅外輻射能量;E是被CO2吸收后的紅外輻射能量:K是CO2氣體的吸收系數(shù):c是空氣中CO2濃度;L是紅外光線在氣體層中通過的距離,對給定儀器為常量;△E只與CO2氣體濃度c有關(guān),如能測出△E值,即可求得CO2的濃度。
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