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光聲光譜氣體監(jiān)測儀的檢測原理是基于光聲光熱效應,光聲光熱效應是由于物質吸收一強度隨時間變化的光(能)束或其他能量束而被時變加熱(即加熱隨時間而變化)時所引起的一系列聲效應和熱效應。
光聲光熱效應是由于物質吸收一強度隨時間變化的光(能)束或其他能量束而被時變加熱(即加熱隨時間而變化)時所引起的一系列聲效應和熱效應。光聲信號是由波長與被測量組分的吸收譜帶相一致的調制光產生的。分子通過吸收特定波長的光子后被激發(fā),受激分子可由下列四種機制釋放能量返回基態(tài):
①發(fā)射光子(熒光),即輻射去激勵;
②誘發(fā)一種光化學過程,即光化學反應;
?、叟c氣體中分子相碰撞,經無輻射馳豫過程轉變?yōu)橄嘧驳膬蓚€分子平移動能,即加熱;
?、芘c處于基態(tài)的同類氣體分子相碰撞,使該分子躍遷激發(fā)態(tài),即氣體本身能量的轉移。
光聲信號是由第三種機制產生的,并受到第四種機制的影響。物質由于無輻射馳豫過程,把吸收的光能部分或全部地轉變成熱能而使自己得到加熱。當入射光強度調制頻率小于該馳豫過程的馳豫頻率,光強調制就會在氣體中產生相應的溫度調制,根據查理定律,封閉的光聲池內的氣體溫度調制,會產生頻率與光強調制頻率相同的周期性起伏。因此,強度時變的光束能夠在氣體試樣內激發(fā)出相應的聲壓,用傳聲器就可直接檢測聲信號。