前言:光声光谱是基于光声效应的一种光谱技术。光声效应是由分子吸收电磁辐射(如红外线等)而造成。气体吸收一定量电磁辐射后其温度也相应升高,但随即以释放热能的方式退激,释放出的热量则使气体及周围介质产生压力波动。
光声光谱是基于光声效应的一种光谱技术。光声效应是由分子吸收电磁辐射(如红外线等)而造成。气体吸收一定量电磁辐射后其温度也相应升高,但随即以释放热能的方式退激,释放出的热量则使气体及周围介质产生压力波动。若将气体密封于容器内,气体温度升高则产生成比例的压力波。监测压力波的强度可以测量密闭容器内气体的浓度。
光声光谱检测原理,是利用一束强度可调制的单色光源照射到密闭的光声池中的被测样品上,样品吸收光能,并立即以释放热能的方式退激。释放的热能使样品和周围介质按光的调制频率产生周期性加热,从而导致介质产生周期性压力波动,这种压力波动可用微音拾音器和压电陶瓷传声器检测,并通过放大得到光声信号。
由于每种化合物都有其特有的红外光谱(通常指吸收光谱),若入射单色光波长可变,则可检测到随波长变化的光声信号图谱从而实现对被测物的结构鉴定与定性定量分析。
由于对于一种化合物,其吸收光谱在不同的波长有不同的吸收强度,而不同的吸收强度也就对应着不同的检测精度,因此选择一个吸收强度高的波长对于检测的精度有着很好的保障,同时为了降低不同气体之间的交叉干扰,采用波长准确、带宽很窄的半导体激光器作为光源,将更一步提高检测的精度。同时,相对于通过机械转动的方式对光束进行调制,采用半导体激光器的直接调制技术更加的先进和方便,而且可以根据不同气体的特性,采用不同的调制方式,从而实现更好的检测精度和可靠性。由于每种化合物都有其特有的红外光谱(通常指吸收光谱),若入射单色光波长可变,则可检测到随波长变化的光声信号图谱从而实现对被测物的结构鉴定与定性定量分析。
经过调制后的各气体特征频率处的光线以调制频率反复激发样品池中气体分子,引起气体局部加热,从而在气池中产生压力波(声波),这种压力波动可用微音拾音器和压电陶瓷传声器检测,并通过放大得到光声信号。被激发气体分子通过辐射或非辐射两种方式回到基态。声光技术就是利用光吸收和声激发之间的对应关系,通过对声音信号的探测从而了解吸收过程。由于光吸收激发的声波的频率由调制频率决定;而其强度则只与可吸收特征气体的体积分数有关。因此,建立气体体积分数与声波强度的定量关系,就可以准确计量气池中各气体的体积分数。