Газоанализатор оптико-акустический

Газоанализатор оптико-акустический - это автоматический непрерывно действующий прибор, предназначаемый для изучения концентрации одного из компонентов в сложных газовых смесях.

Среди возможных применений газоанализатора оптико-акустического стоит отметить:

технологический контроль на различных производствах (в т.ч. ацетилена, аммиака, метанола),

оптимизацию процессов горения на основании данных о составе дымовых газов,

контроль содержания в отходящих газах на топливосжигающих установках различных типов (асфальтовых заводов, ТЭЦ, водогрейных котлов) оксида углерода,

научные исследования и проч.

Принцип действия прибора базируется на избирательном поглощении лучистой энергии определяемыми компонентами изучаемой газовой смеси в инфракрасной области спектра. Эта способность присуща всем газам, кроме N2, О2, С12, Н2 и одноатомных газов. Оптико-акустический приемник фиксирует степень ослабления энергии излучения, пропущенного через определенный слой анализируемого газа. Газоанализатор оптико-акустический отображает электрический сигнал, получаемый в результате пульсаций давления газа. Схожие определения:

Термогигрометр беспроводной - это прибор, имеющий своим предназначением круглосуточные (непрерывные) определения и регистрацию температур и влажности воздуха.

Оптико-акустический (ОА) эффект - генерация акустических волн в веществе в результате поглощения им оптического излучения - был обнаружен Беллом, Тиндалем и Рентгеном в 1880-1881 гг. Вскоре после открытия ОА-эффект был практически забыт, и лишь начиная с 1938 г. М.Л. Вейнгеров, проведя серию экспериментов, дал второе рождение этому эффекту и предложил использовать ОА-эффект для количественного и качественного анализов газовых смесей. В 1968 г. появилось сообщение о создании первого лазерного оптико-акустического спектрометра.

ОА-эффект лежит в основе метода оптико-акустической спектроскопии, которая начала развиваться на основе некогерентных источников излучения еще до изобретения лазеров.

Когда оптическое излучение находится в резонансе с колебательно-вращательным переходом в исследуемом молекулярном газе, процесс преобразования энергии излучения в электрический сигнал состоит из следующих последовательных этапов: возбуждение молекул газа; безызлучательная релаксация возбужденных молекул; нагрев газа; генерация импульса давления; вынужденные колебания мембраны микрофона; генерация электрического сигнала.

До появления лазеров ОА-метод широко использовали для количественного и качественного анализа газовых смесей с помощью газоанализаторов с тепловым источником излучения. Появление лазеров дало новые возможности для совершенствования методов лазерной спектроскопии.

Первичным процессом, определяющим преобразованием энергии лазерного излучения в электрический сигнал, является изменение населенности резонансных (с лазерным излучением) энергетических уровней в молекулах (электронных, колебательно-вращательных, вращательных - в зависимости от области спектра). Колебательно-возбужденные молекулы релаксируют со всех вращательных уровней в основное состояние со скоростью, определяемой наличием трех каналов релаксации - излучательного (радиационная релаксация с вероятностью wR), безызлучательного за счет столкновений в объеме (гомогенная релаксация - вращательная и колебательно-поступательная с вероятностями соответственно безызлучательного за счет релаксации возбуждения на стенке ОА-ячейки (гетерогенная релаксация). Лишь часть колебательно-возбужденных молекул, определяемая вероятностью колебательно-вращательной релаксации, релаксирует с выделением тепла в объеме газа, что вызывает генерацию импульса давления в ячейке ОА-детектора. Точное решение задачи генерации акустического сигнала описывается системой двух уравнений - для отклонений температуры и давления в ячейке от их равновесных значений.

Статья в тему

Безопасность в Internet
Несанкционированный доступ к информации в компьютерных сетях превратился сегодня в одну из серьезнейших проблем, стоящих на пути развития телекоммуникационной среды и информационной инфраструктуры общества. Страны, где вычислительные системы и компьютерные сети проникли во все сферы человеческой дея ...