ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Абсорбционный анализ газовых смесей в инфракрасной области спектра из "Спектральный анализ газовых схем" Инфракрасные спектры поглощения применяются для анализа газовых смесей более 20 лет. Имеется ряд обзоров по применению инфракрасной спектроскопии для аналитических целей [471 474-476] Абсорбционный анализ в этой области спектра может быть осуществлен двумя методами с помощью разложения излучения и без спектрального разложения. [c.249] Анализ с помощью разложения излучения основан на том, что каждый компонент смеси имеет свои полосы поглощения предполагается, что остальные компоненты смеси в этой области не поглощают. Концентрация анализируемого газа в смеси определяется по интенсивности полос поглощения. Разложение света производится с помощью спектрографа или монохроматора. Для регистрации спектров поглощения применяют болометры, термоэлементы и фотопластинки. Условия регистрации оказывают существенное влияние на точность измерения [ 8]. [c.249] Методы спектрального разложения с использованием спектрографов и монохроматоров обычно применяются в тех случаях, когда нужна высокая точность анализа. Для применения этих приборов необходимы детекторы высокой чувствительности. [c.249] Достоинство газоанализатора этого типа в его простоте. Недостаток в том, что величина сигнала по отношению к общему излучению очень мала, и поэтому необходимы детекторы высокой чувствительности и стабильные источники света. [c.253] Наибольшее распространение получили системы с селективными детекторами. Первый газоанализатор такого типа был предложен М. Л. Вейнгеровым Р ] и несколько позже в другом варианте — Луфтом (см. рис. 96). [c.253] Излучение от двух спиралей /, 2 после модуляции 3 проходит через две камеры — одна из них 4 наполнена анализируемой смесью, а другая 5 — пустая и может заполняться любой эталонной смесью. [c.253] Камеры 6, 7 разделены мембранным конденсатором 8 и заполнены анализируемым газом (селективный детектор). Различное поглощение в камерах 4 я 5 обусловливает различия в поглощении и в камерах 6 и 7. Если камера пустая, то благодаря поглощению в 4 поглощение в 6 меньше, чем в 7, и поэтому температура газа в обоих камерах различна, — появляется разность давлений. Благодаря разности давлений на мембрану конденсатора создается переменный ток, который с помощью усилителя 9 автоматически записывается прибором 10. Это дает возможность непрерывно следить за составом анализируемых газов. [c.253] Газоанализаторы с селективным детектором обладают значительно более высокой чувствительностью, чем газоанализаторы с селективными фильтрами, но значительно сложнее. [c.253] Оригинальный вариант газоанализатора без разложения света был создан М. Л. Вейнгеровым и применен для анализа молекулярных газов и паров. Метод, названный оптико-акустическим, основан на явлении звучания газа, поглощающего инфракрасную радиацию, если эта радиация прерывается со звуковой частотой. При поглощении газ нагревается, что приводит к повышению его давления. Так как поток радиации прерывается со звуковой частотой, в газе возникает пульсащгя давления — порождается звук, который и регистрируется микрофон.ом. Сила звука зависит от способности данного газа поглощать радиацию. [c.254] Наиболее простым случаем анализа является анализ бинарной смеси, состоящей из одного поглощающего и одного непоглощающего газа. В этом случае показания стрелки гальванометра непосредственно связаны с концентрацией поглоитаюшего газа. [c.255] Градуировочная кривая строится с иомогцью смессй заданных концентраций. На рис. 98 приводятся градуировочные кривые для анализа углекислоты в воздухе. Воздух считается непоглощающим компонентом, так как ни азот, ни кислород инфракрасной радиации не поглощают. Следовательно, метод не может быть применен к анализу смесей, состоящих из кислорода и азота. [c.255] Лучиным предложены два способа. [c.255] Первый способ — введение фильтра между поглощающей камерой и источником. Фильтр представляет собой трубку с отражающими стенками, снабженную прозрачными для радиации окошками, заполненную или газом, концентрация которого в воздухе определяется, или смесью, содержащей определенное количество этого газа. Фильтром убирается та часть радиации, которая наиболее сильно поглощается газом тогда свет, попадающий в измерительную камеру, поглощается значительно слабее, и система возвращается к начальной прямолинейной части характеристики (кривая 2 рис. 98). [c.256] Второй способ — уменьшение длины поглощающего столба газа. Если длина столба велика, то очень сильное поглощение радиации происходит уже при малых концентрациях, и увеличение концентрации заметно не влияет на количество тепла, выделяющегося в объеме газа. Если длина столба мала, количество тепла, выделившееся во всем объеме, линейно зависит от концентрации, и этим можно воспользоваться для построения аналитической кривой. [c.256] Метод фильтров позволяет проводить анализ газовой смеси, состоящей из двух поглощающих радиацию компонентов, и в том случае, когда спектры их поглощения сильно отличаются друг от друга. Фильтр, введенный между поглощающей камерой и источником радиации, поглощает те области спектра, которые соответствуют поглощению одного компонента, звук порождается другим компонентом смеси. Метод фильтров практически не всегда можно применять при анализе многокомпонентных смесей. [c.256] Основным преимуществом газоанализатора М. Л. Вейпгерова является его большая чувствительность (10 %) и быстрота регистрации. [c.257] Вернуться к основной статье