中国 上海
 86-21-61111380
 

水分子对近红外氨逃逸检测的干扰影响

 Published in

Applied Physics B : Lasers and Optics 100, issue 2, 349-359, 2010

 

Impact of water vapor on 1.51 μm ammonia absorption features used in trace gas sensing applications

S. Schilt

 

 

水分子对1.51um处氨分子激光吸收谱痕量测量的影响

论文结论部分翻译如下

 

 

    此研究表示水分子的交叉干扰可能在使用吸收光谱法的气体传感应用中有显著影响。原则上,当检测方法是基于积分整个吸收轮廓来决定气体浓度时,由于交叉干扰只改变谱线的线宽而不会影响光谱积分强度,因此结果不会影响传感器的响应(例如,在快速扫描直接积分吸收光谱模式下)。然而,当仅考量吸收线上的一点的强度时(通常是谱线的中心点),交叉干扰的影响可能会是巨大的。而这正是最普遍的波长调制(WMS)或声光谱(PAS)的实现情况,这两种方法均是由波长调制2f吸收谱的峰值强度决定测量气体浓度的。(WMS和波长调制PAS使用2f信号,强度调制PAS 使用1f信号)。在这样的情况下,浓度反演的不精确度可能会出现从几个百分点到几十个百分点变化的现象。

 

 

 

1.不同相对湿度下对6612.7cm-1(1512.2nm)处氨分子吸收谱的影响

 

 

    此篇论文通过分别在6612.7cm-1A谱线--1512.2nm)和6596.4cm-1(B谱线--1516.0nm)处的两支吸收谱线来考察水分子交叉干扰对氨分子吸收光谱测量技术的影响。温度70℃时获得的实验数据(为获取较高的水分子混合比)表示:对于A谱线,水分子所引起的展宽比氮分子的展宽高了20%;对于B谱线,水分子诱导展宽几乎是氮分子展宽的2倍。因此,当环境湿度由0到20%的变化(绝对浓度)将导致氨吸收特征的额外展宽,对于A谱线是4%,对于B谱线是19%。因此,在高温氨逃逸测量中常见的水分子混合比的剧烈变化,将会对基于WMS-2f峰值信号的气体传感器的氨浓度反演结果的精确性产生明显影响。然而,在标准大气条件下,例如测量相对湿度50%温度20℃(1013mbar空气含水约12mbar左右)样气下的氨传感,此结果可忽略。在这样的情况下,对于A谱线,水展宽只贡献空气中1.5%的线宽;对于B谱线,水展宽只贡献空气中2.5%的线宽。甚至低至0%高至100%湿度变化的相关湿度只导致A谱线的氨线宽变化0.25%,对于B谱线只导致氨线宽变化1.2%。因此,现有研究得出的结果,只在高温测量时(>70℃)相关,这是由于高温时易于出现较大水分子浓度变化而造成的。

 

 

 

2.不同相对湿度下对6596.4cm-1(1516.0nm)处氨分子吸收谱的影响

 

 

  光谱气体传感器中的交叉干扰是一个普遍的问题。当稀释气体的组成差异很大,不论气体种类,光谱气体传感器中的交叉干扰都必须被考量。交叉干扰的主要潜在来源之一是空气环境中的水分子,这是由于水分子易造成显著的浓度变化,特别是在高温环境下。但其它种类的气体分子也可能在过程控制应用中造成交叉干扰,这是由于过程控制使用特定的载气(除空气外)且载气的组成差异较大的缘故。

 

 

以上由上海昕虹光电科技有限公司翻译,获取更多论文内容,请联系我司。

昕虹光电第二代TDLAS氨逃逸分析仪,基于革新性量子级联激光技术,选择烟气分子吸收最强的基波旋转振动谱线(fundamental ro-vibrational transitions),在线测量低于0.1ppm浓度氨逃逸!

请联系昕虹光电,我们为您提供 超高精度、抗强干扰、稳定可靠、维护简便 的氨逃逸监测产品!

 

上海昕虹光电科技有限公司 版权所有

备案号:沪ICP备14038530号

欢迎来电:86 21 61111380  欢迎来访:中国上海市杨浦区国定东路200号4号楼


流量统计器