Способ лазерного анализа газа

 

Изобретение может быть использовано для анализа газов, полосы поглощения которых совпадают с линиями генерации лазеров. Целью изобретения является повышение чувствительности анализа. В оптико-радиометрическом методе анализа с использованием перестраиваемого лазера использовано дополнительное заполнение объема с анализируемым газом буферным газом, не поглощающим лазерного излучения, приводящего к возрастанию в несколько раз при определенных давлениях величины возбуждаемого теплового излучения. 1 ил.

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано для анализа газов. Цель изобретения - повышение чувствительности анализа. На чертеже изображено устройство, реализующее способ. Устройство состоит из лазера 1, перестраиваемого в ИК-диапазоне, модулятора 2, датчика 3 синхронного сигнала, ячейки 4 с окнами 5-7, вакуумной системы 8, емкости 9 для анализируемого газа, емкости 10 для буферного газа, блока 11 управления системой откачки и напуска, монохроматора 12, приемника 13 ИК-излучения, синхронного детектора 14, ЭВМ 15, измерителя 16 мощности лазерного излучения и датчика 17 давления. Способ реализуют следующим образом. Излучение лазера 1, промодулированное по амплитуде модулятором 2, пропускается через ячейку 4. По сигналу от ЭВМ 15 блок 11 управления системой откачки и напуска включает вакуумную систему 8, которая откачивает ячейку 4 до давления 10^-6 Торр. Давление в ячейке 4 контролируется ЭВМ 15 с помощью датчика 17 давления. По достижении давления 10^-6 Торр по команде от ЭВМ блок 11 управления системой откачки и напуска отключает вакуумную систему 8 и заполняет ячейку 4 анализируемым газом из емкости 9 до заданного давления. Длину волны излучения лазера 1 настраивают на максимум поглощения анализируемого газа. Возникающее тепловое излучение выводится из ячейки 4 через окно 7, проходит через монохроматор 12, настроенный на пропускание длины волны, соответствующей максимуму излучения газа, и попадает на вход приемника 13 ИК-излучения, который преобразует тепловое излучение в электрический сигнал, устанавливаемый затем синхронным детектором 14, который тактируется синхроимпульсами датчика 3. Этот сигнал нормируется ЭВМ 15 на мощность лазерного излучения, регистрируемую измерителем 16, и заносится в память ЭВМ 15. По команде с ЭВМ 15 блок 11 управления системой откачки и напуска начинает заполнять ячейку 4 буферным газом из емкости 10, причем сигнал и давление в ячейке одновременно регистрируются ЭВМ 15. По мере добавления буферного газа сигнал теплового излучения анализируемого газа возрастает, достигая максимального значения при определении давления буферного газа. По достижении этого давления по команде с ЭВМ 15 подача буферного газа прекращается, значение сигнала теплового излучения фиксируется и по нему определяют искомую концентрацию анализируемого газа. Способ обеспечивает повышение чувствительности анализа в 4-6 раз благодаря использованию обнаруженного эффекта повышения интенсивности теплового излучения анализируемого газа при добавлении к нему определенного количества газа, не поглощающего лазерного излучения. (56) Сверхчувствительная лазерная спектроскопия. Под. ред. Д. Клайджера, М. : Мир, 1986, с, 121-122. Жаров В. П. , Летохов В. С. Лазерная оптико-акустическая спектроскопия. М. : Наука, 1984, с. 145-149.

Формула изобретения

СПОСОБ ЛАЗЕРНОГО АНАЛИЗА ГАЗА, включающий пропускание модулированного лазерного излучения через объем с анализируемым газом, регистрацию мощности лазерного излучения и теплового излучения из объема с анализируемым газом на частоте модуляции с использованием методов спектральной селекции теплового излучения и нахождение концентрации анализируемого газа и по величине теплового излучения, нормируемой на мощность лазерного излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности анализа, в объем с анализируемым газом добавляют не поглощающий лазерного излучения буферный газ до достижения регистрируемой величиной теплового излучения максимального значения и искомую концентрацию анализируемого газа определяют при указанном количестве буферного газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1