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1HW(ST)高頻紅外碳硫儀分析原理

當(dāng)金屬導(dǎo)體處在一個高頻交變電場中，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)電動勢，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)

由于探測器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，當(dāng)探測器工作在線性區(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)和對應(yīng)的電信號值。

          IO(λ) 、VO(λ)分別為通過吸收池后出射光強(qiáng)和對應(yīng)的電信號值。

          α(λ)為測定氣體在特定波長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，由測量光強(qiáng)I_O能換算出混合氣體中被測氣體的濃度，這就是紅外吸收法能定量測量氣體濃度的基本原理。

1HW(ST)高頻紅外碳硫儀選定的測量波長：CO₂為4.26um，SO₂為7.4um。