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光聲氣體檢測原理是利用氣體吸收一強(qiáng)度隨時間變化的光束而被加熱時所引起的一系列聲效應(yīng)。當(dāng)某個氣體分子吸收一頻率為v的光子后，從基態(tài)EO躍遷到激發(fā)態(tài)El，則兩能量級的能量差為E1-EO=hv。受激氣體分子與氣體中任何一分子相碰撞，經(jīng)過非輻射馳豫過程而轉(zhuǎn)變?yōu)橄嘧驳膬蓚€分子的平均動能(既加熱)，通過這種方式釋放能量從爾返回基態(tài)。氣體通過這種非輻射的馳豫過程把吸收的光能部分地或全部的轉(zhuǎn)換成熱能而被加熱。如果入射光強(qiáng)度調(diào)制的頻率小于該馳豫過程的馳豫頻率,則這光強(qiáng)的調(diào)制就會在氣體中產(chǎn)生相應(yīng)的溫度調(diào)制。根據(jù)氣體定律,封閉在光聲腔內(nèi)的氣體溫度就會產(chǎn)生與光強(qiáng)調(diào)制頻率相同的周期性起伏。也就是說,強(qiáng)度時變的光束在氣體試樣內(nèi)激發(fā)出相應(yīng)的聲波,用傳聲器便可直接檢測該信號。
激光光聲光譜技術(shù)優(yōu)勢：
激光光聲光譜技術(shù)作為一種高靈敏度的微量氣體檢測技術(shù)歷史已經(jīng)超過30年，幾乎同紅外氣體檢測技術(shù)一樣長。這兩種檢測技術(shù)的共同點(diǎn)都是利用氣體分子吸收紅外線的特性，二者的區(qū)別在于光源。紅外檢測技術(shù)是利用紅外線做光源，是光譜的光源，即使經(jīng)過濾光片依然是光譜的光源，所以紅外氣體傳感器的選擇性差靈敏度低。激光光聲光譜技術(shù)采用激光器做光源，是單一頻率的光源，光源的頻率可以和氣體分子的吸收頻率一致，所以激光光聲光譜技術(shù)的特點(diǎn)是選擇性好靈敏度高。
激光光聲光譜(LPAS)是痕量(超微量)氣體分析高效能方法，并具有高靈敏度、強(qiáng)線性度、少采樣量等特點(diǎn)。可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器光源提供高選擇特性和高測量準(zhǔn)確度基于零背景噪聲測量。新穎的懸臂梁光學(xué)麥克風(fēng)提供的高靈敏度，確保在低壓下無損靈敏度測量，低壓下更窄的譜線提供另外的可選擇性特性，相比于大氣壓力下的氣體半導(dǎo)體激光器。杜克泰克公司的光聲檢測器PA201S研究性光聲采樣氣室專為實(shí)驗(yàn)室測量而設(shè)計(jì)，可為不同的類型的光源進(jìn)行定制裁剪。
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