SU1665285A1 - Способ определени концентраций молекул в газовых средах - Google Patents
Способ определени концентраций молекул в газовых средах Download PDFInfo
- Publication number
- SU1665285A1 SU1665285A1 SU884602732A SU4602732A SU1665285A1 SU 1665285 A1 SU1665285 A1 SU 1665285A1 SU 884602732 A SU884602732 A SU 884602732A SU 4602732 A SU4602732 A SU 4602732A SU 1665285 A1 SU1665285 A1 SU 1665285A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- molecules
- points
- gaseous media
- concentration
- ratio
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к способу определени концентраций молекул в газовых средах, и может быть использовано дл исследовани газовых сред в технических устройствах. Цель изобретени - увеличение области применимости за счет увеличени чувствительности и возможности локальных измерений в газовых средах. Способ применим во всех видах пламен, при проведении исследований в кюветах и любых других устройствах, где наличие симметрии позвол ет выбрать две точки дл измерени интенсивности сигналов широкополосной флуоресценции. В способе провод т измерени интенсивности сигналов широкополосной флуоресценции в двух точках, вычисл ют их отношение, а определение концентраций осуществл ют по этому соотношению с учетом рассто ни между точками.
Description
Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к способу определени концентраций молекул в газовых средах, и может быть использовано дл исследовани газовых сред в технических устройствах .
Цель изобретени - расширение области применимости.
Интенсивность сигнала широкополосной флуоресценции без учета поглощени при мощност х излучени , далеких от насыщени , даетс формулой
1фл- Кг10 -П|(у)
где 10 - интенсивность лазерного излучени ;
у - координата вдоль направлени распространени излучени ;
щ(у) - населенность поглощающего 1-го уровн ;
Ki - некотора константа.
С учетом поглощени
00
фл Ki -to -ni(y) c(y) / f(v) exp (о о ел го
00
л
(y)f(v)dy)dv,
- 00
(2)
олосени асы (D
лучегде с(у) - коэффициент, учитывающий поглощение излучени флуоресценции от объема возбуждени до фотоприемника.
Выбира две точки так, чтобы концентрации молекул в них и поглощение излучени от объема возбуждени до фотоприемника
совпадали, т.е. n,(yi) п,(у:) и с(уч) - с(у2), получаем
G - фл (Ур
1фл (У2)
rii(y)-const, а с (у|) - с (уг) дл двух л симметричных точек.
Использу определение эквивалентной ширины линии (6 стр 24)
00
У1
/f(v)exp(-J(y)f(dy)dv
-00
/f(v)exp(-,(y)f(v)dy)dv
-00
Данна формула св зывает измер емое отношение с коэффициентом поглощени в центре линии }С0 (у), который св зан с концентрацией поглощающих молекул соотношением
Же (у) h п, (у)
(4)
Полна концентраци молекул равна
М(У)
щ(у) ,ДЕ|
Гехр(тг
)
где N - концентраци молекул;
gi - статвес,
Д EI - энерги 1-го уровн ,
Т - температура,
Q - статсумма;
И21 - частота перехода,
В12 - коэффициент Энштейна;
f (г - спектральна функци профил линии;
эе0 - коэффициент поглощени ;
а- отношение интенсивностей;
h - посто нна Планка;
С - скорость света;
k- посто нна Больцмана;
у - координата вдоль пучка излучени резонансной частоты
В том случае, если зависимость зе0 (у) известна, возможно по измерени м в двух точках восстановить абсолютные значени концентраций вдоль пучка излучени . Если зависимость эе0 (у) не известна, то возможно либо определение средней концентрации молекул между точками yi и у2 путем предположени о пр моугольном профиле, либо сн тие зависимости ct(yi, У2) и по ней восстановление абсолютных значений концентрации вдоль пучка излучени в соответствии с выражением. В способе отсутствует требование о наличии промежутка, не содержащего исследуе- мых молекул. Дл большинства практических случаев (плоские пламена, кюветы и т.д.) выражени (3-5) сильно упрощаютс . Так, дл плоского пламени цилиндрической формы с предварительным смещением
00
Av /(1 - ехр (-#0l)dv ,
о
чл перепишем (3) в виде
(6)
d(0)
)
R- у
(0)
d (9f0 I)
I R +У
(7)
0
5
0 5
0
5
0
5
Здесь R - радиус пламени;
у- координата вдоль направлени излучени ( на оси пламени).
Av Поскольку значение д затабулировано (7), в данном случае легко получить по измеренному отношению фл(-у)/1фл(у) значение Жо. По значению #а дл каждого вида профил линии (доплеровский, лорен- цевский, фойхтовский) находитс концентраци . В способе достаточно измерить сигнал широкополосной флуоресценции в двух точках. Измерение во второй точке производ т перемеща источник исследуемой среды вдоль оси у.
Пример. Определение концентрации молекул ОН в пропанвоздушном пламени горелки Меккера. Используют лазер на красител х 1 с ламповой накачкой типа FL - 3000 Л бда Фазикс с удвоением частоты на кристалле КДР В качестве красител примен ют родамин 6Ж. Лазер настраивают в резонанс с линией Q1 (Я 308,833 нм, gi 10) Длительность импульса -0,5 мкс, энерги в импульсе 0,1 мДж, ширина линии генерации 0,05 нм. Диаметр лазерного пучка в точке фокусировки 0,3 мм. Прошедший через плам лазерный луч направл ют на ФЭУ-87, сигнал с которого, пропорциональный мощности лазерного излучени , поступает на один из входов интегратора . Излучение флуоресценции собирают под углом 90° к . лазерному пучку. В качестве широкополосного фильтра используют монохроматор 5 МЗД-2. Ширину входной щели выставл ют 0,04 мм, выходной - 2 мм. Сигнал с ФЭУ-106 направл ют на второй вход интегратора и дел т на сигнал с ФЭУ-87. Провод т усреднение по 100 импульсам. Дл расчетов используют
интенсивности сигналов, измеренных в двух точках, наход щихс на рассто нии 0,7 см от центра горелки, которые составл ют 0,908 В и 0,478 В. Ввиду осевой симметрии горелки концентрации молекул и поглощение излучени от объема возбуждени до входа фотоприемника совпадают дл любых двух точек, наход щихс на оси у на равном рассто нии от центра горелки .
Вычисленное отношение измеренных сигналов « 1,90.
Отношение а 1,90 соответствует значение зе 0,90 , следовательно, концентраци составл ет 1,4-1016 . Следует отметить локальность данного метода. Зона измерений представл ет собой цилиндр диаметром 0,3 мм и длиной 0,04 мм (длина зоны измерений определ етс шириной входной щели монохроматора). Интенсивность измер ют только в двух точках. Способ применим во всех видах пламен, при проведении исследований в кюветах и любых других устройствах, где наличие симметрии позвол ет выбрать две точки в соответствии с вышеприведенными услови ми . Таким образом, способ имеет-болыиую область применимости
Claims (1)
- Формула изобретениСпособ определени концентрации молекул в газовых средах, включающий формирование пучка излучени с частотой, отвечающей частоте поглощени анализируемых молекул, создание зоны измерений путем фокусировани пучка в область исследуемой среды, измерение посредством фотоприемника двух сигналов широкополосной резонансной флуоресценции молекул, расчет искомой концентрации поотношению полученных сигналов, отличающийс тем. что, с целью расширени области применимости, в зоне измерений выбирают две точки, которые характеризуютс равными величинами относительнойконцентрации молекул и совпадающими значени ми поглощени флуоресценции на участке от зоны измерени до фотоприемника , провод т измерение флуоресценции в этих точках и учитывают рассто ниемежду ними при расчете абсолютной концентрации .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884602732A SU1665285A1 (ru) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Способ определени концентраций молекул в газовых средах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884602732A SU1665285A1 (ru) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Способ определени концентраций молекул в газовых средах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1665285A1 true SU1665285A1 (ru) | 1991-07-23 |
Family
ID=21408201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884602732A SU1665285A1 (ru) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Способ определени концентраций молекул в газовых средах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1665285A1 (ru) |
-
1988
- 1988-10-17 SU SU884602732A patent/SU1665285A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Спектроскопи газоразр дной плазмы, М.: Наука, 1970, с. 7, с. 20. Stepowski D and Garo A. Local absolute OH concentation measuremeut In a diffu- sionflame by laser Inducedfluorescence - Applied Optics, 1985, v 24, no 16, pp. 2478- 2480. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Regnier et al. | On the possibility of measuring gas concentrations by stimulated anti‐Stokes scattering | |
CN104903703B (zh) | 气体吸收分光装置以及气体吸收分光方法 | |
JP2603119B2 (ja) | ガス分析のための方法および装置 | |
CN101371129B (zh) | 表面等离子体共振传感器以及利用其检测样品的方法 | |
Versluis et al. | 2-D absolute OH concentration profiles in atmospheric flames using planar LIF in a bi-directional laser beam configuration. | |
CN103076107A (zh) | 基于太赫兹脉冲测量的燃烧温度传感装置及方法 | |
CN111122500A (zh) | 一种基于相干探测方法的气体浓度遥感探测装置和方法 | |
US5600444A (en) | Detecting analyte light absorption utilizing degenerate four wave mixing | |
CN111208084A (zh) | 一种基于相干探测方法的光纤气体浓度遥感探测装置和方法 | |
CN211528208U (zh) | 一种基于相干探测方法的光纤气体浓度遥感探测装置 | |
SU1665285A1 (ru) | Способ определени концентраций молекул в газовых средах | |
US3518002A (en) | Spectrometer | |
US8514378B2 (en) | Method of optical teledetection of compounds in a medium | |
CN211627368U (zh) | 一种基于相干探测方法的气体浓度遥感探测装置 | |
CA2468924A1 (en) | A device and method for non-contact sensing of low-concentration and trace substances | |
USRE28216E (en) | Josef pep schock | |
Dreyer et al. | Calibration of laser induced fluorescence of the OH radical by cavity ringdown spectroscopy in premixed atmospheric pressure flames | |
Ahn et al. | Practical determination of flame species via laser saturation fluorescence spectroscopy | |
Titar et al. | Raman lidar for monitoring gas composition of the atmosphere ground layer | |
JP2905269B2 (ja) | 光ファイバを用いた温度測定方法 | |
Kozich et al. | Use of differential thermal lensing to study two-photon absorption in solutions | |
SU1515896A1 (ru) | Способ дистанционного измерени концентрации водорода в атмосфере | |
Rakestraw et al. | Detection of NH radicals in flames using degenerate four-wave mixing | |
SU1476557A1 (ru) | Способ определени длительности светового импульса | |
RU1369489C (ru) | Способ определени концентрации газов и паров |