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红外线气体传感器不能测量相同原子构成气体的原因介绍

发布时间:2022-01-04 点击量:101
  红外线气体传感器是一种基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性,利用气体浓度与吸收强度关系,鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置,由红外光源、光学腔体、红外探测器和信号调理电路构成,广泛应用于石油化工、冶金工业、工矿开采、大气污染检测、农业、医疗卫生等领域。
  红外吸收原理只能测不同原子构成的分子。由于同一分子内部运动的多样性使其具有多种不同的振动频率和转动频率,因此,对红外吸收的分子会有不同个吸收峰。另外,具有相同化学键的分子(如水和酒精分子中的氢氧键)会有相近的吸收峰,干扰由此产生。
  为什么红外线气体传感器不能测量氧气、氢气、氮气等由相同原子构成的气体分子?
  举例:月亮和地球、地球和太阳靠万有引力连接,分子内部原子间靠化学键连接。如果二者是理想球体而且没有其它万有引力干扰则地球轨道将是圆的,实际上上面两个条件都不成立,因此其轨道是椭圆的,也就是地球和太阳之间的距离不停地在短半径和长半径之间转换,即振动,只是振动周期长达一年,在这个过程中,地球处于短半径点和长半径点时,它和太阳之间的引力是不同的,即能量级别不同。
  同理,在分子内部原子间靠化学键连接,原子间的空间距离、角度、方向由于电子分布的不均衡而不停发生变化,即振动、转动,而且不同的分子会有独特的振动、转动频率,当遇到相同频率的红外线照射时会产生谐振、原子间距离和电子分布发生变化即偶极距发生变化,红外吸收就是这样产生的(紫外吸收同理)。
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