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《光聲光譜原理與色譜原理的分析比較》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、光聲光譜原理與色譜原理的對比分析一、光聲光譜學(xué)（PAS，PhotoAcousticSpectroscopy）簡介光聲光譜學(xué)是以光聲效應(yīng)為基礎(chǔ)的一種新型光譜分析檢測技術(shù)。它是光譜技術(shù)與量熱技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是20世紀(jì)70年代初發(fā)展起來的檢測物質(zhì)和研究物質(zhì)性能的新方法。簡史：1880年A.G.貝爾發(fā)現(xiàn)固體的光聲效應(yīng)，1881年他又和J.廷德爾和W.K.倫琴相繼發(fā)現(xiàn)氣體和液體的光聲效應(yīng)。他們將氣體密封于池子里，用陽光間斷照射池中樣品，通過接到池上的一個(gè)聽筒聽到了某種聲響。20世紀(jì)60年代以后，由于微信號檢測技術(shù)的發(fā)展，高靈敏微音器和
2、壓電陶瓷傳聲器的出現(xiàn)，強(qiáng)光源(激光器﹑氙燈等)的問世，光聲效應(yīng)及其應(yīng)用的研究又重新活躍起來。對大量固體和半導(dǎo)體的光聲研究發(fā)現(xiàn)，光聲光譜是一種很有前途的新技術(shù)。原理：用一束強(qiáng)度可調(diào)制的單色光照射到密封于光聲池中的樣品上，樣品吸收光能，并以釋放熱能的方式退激，釋放的熱能使樣品和周圍介質(zhì)按光的調(diào)制頻率產(chǎn)生周期性加熱，從而導(dǎo)致介質(zhì)產(chǎn)生周期性壓力波動﹐這種壓力波動可用靈敏的微音器或壓電陶瓷傳聲器檢測，并通過放大得到光聲信號，這就是光聲效應(yīng)。若入射單色光波長可變﹐則可測到隨波長而變的光聲信號圖譜，這就是光聲光譜。在氣體分析的應(yīng)用中，入射
3、光為強(qiáng)度經(jīng)過調(diào)制的單色光，光強(qiáng)度調(diào)制可用切光器。光聲池是一封閉容器，內(nèi)放樣品和微音器。微音器應(yīng)該很靈敏，對于氣體樣品，適宜的-6-93微音器配以電子檢測系統(tǒng)可測10℃的溫升或10焦／（厘米·秒）的熱量輸入，能達(dá)到很高的靈敏度。應(yīng)用：由于光聲光譜測量的是樣品吸收光能的大小，因而反射光﹑散射光等對測量干擾很小，故光聲光譜適用于測量高散射樣品﹑不透光樣品﹑吸收光強(qiáng)與入射光強(qiáng)比值很小的弱吸收樣品和低濃度樣品等，而且樣品無論是晶體﹑粉末﹑膠體等均可測量，這是普通光譜做不到的。光聲技術(shù)是無機(jī)和有機(jī)化合物﹑半導(dǎo)體﹑金屬﹑高分子材料等方面物
4、理化學(xué)研究的有力手段，在物理﹑化學(xué)﹑生物學(xué)﹑醫(yī)學(xué)﹑地質(zhì)學(xué)方面得到廣泛應(yīng)用。第1頁共11頁七十年代初，Rosencwaig就曾將光聲光譜技術(shù)應(yīng)用于薄層色譜分析，1974年光聲光譜開始用于氣相色譜檢測，1981年與液相色譜相結(jié)合。由于激光光源可聚焦成細(xì)小光束，適用于小體積，短光程的測量體系，這種優(yōu)良特性為光聲光譜的微池檢測提供了可能性。成立于1994年的英國kelman（凱爾曼）公司在2003年研發(fā)生產(chǎn)的基于光聲光譜測量技術(shù)的Transfix、Multitrans等變壓器油中溶解氣體及微水在線監(jiān)測系統(tǒng)，符合IEC60599:19
5、99、IEEEC57.104-1991等國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。是世界上第一家將光聲光譜技術(shù)應(yīng)用在變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測的設(shè)備生產(chǎn)商，到目前為止，它已經(jīng)在國內(nèi)取得了近200套的業(yè)績，為變壓器的安全運(yùn)行提供了可靠的保護(hù)。第2頁共11頁二、氣相色譜學(xué)（GC，GasChromatography）簡介簡史：色譜分析的名稱起源于色譜分析方法的發(fā)現(xiàn)過程。1906年俄國植物學(xué)家茨維特（Tswett.M）在研究植物葉綠素的成分時(shí)第一次發(fā)現(xiàn)此原理。后來不僅用于分離有色物質(zhì)，還用于分離無色物質(zhì)，并出現(xiàn)了種類繁多的各種色譜法。但不管屬于哪一類色譜法，其
6、共同的基本特點(diǎn)是具備兩個(gè)相：不動的一相，稱之為固定相；另一相是攜帶樣品流過固定相的流動體，稱為流動相。當(dāng)流動相中樣品混合物經(jīng)過固定相時(shí)，就會與固定相發(fā)生作用，由于各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相相互作用的類型、強(qiáng)弱也有差異，因此在同一推動力的作用下，不同組分在固定相滯留時(shí)間長短不同，從而按先后不同的次序從固定相中流出。色譜一詞，可簡單的解釋為分離，只是比萃取、蒸餾等分離技術(shù)效率更高而已。當(dāng)這種分離技術(shù)與高靈敏度的檢測技術(shù)結(jié)合在一起后，使得色譜技術(shù)發(fā)展成為幾乎可以分析所有已知物質(zhì)，成為各學(xué)科領(lǐng)域都普遍應(yīng)用的重要的分析技術(shù)。
7、色譜法中的流動相若為氣體，則稱為氣相色譜（GasChromatography）法。應(yīng)用：國外最早在20世紀(jì)80年代初由日本關(guān)西電力和三菱電機(jī)公司采用色譜分離技術(shù)研制出“變壓器油中氣體自動分析裝置”，并投入現(xiàn)場使用。我國在20世紀(jì)的90年代也開始研制在線色譜監(jiān)測裝置。目前在國內(nèi)使用較多的基于色譜法的進(jìn)口品牌有美國Serveron公司的Truegas、TM8等，加拿大加創(chuàng)公司的C202-6等。國內(nèi)也有河南中分、寧波理工等公司在生產(chǎn)同類產(chǎn)品。第3頁共11頁三、采用PAS與采用GC測量原理的監(jiān)測系統(tǒng)的常規(guī)對比1、采用PAS測量原理的
8、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可靠，而采用GC測量原理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。因此前者的系統(tǒng)可靠性更高。以kelman公司生產(chǎn)的Transfix為例，Transfix的核心部件就是采用動態(tài)頂空法的脫氣模塊和采用PAS原理的光聲光譜測量模塊。在動態(tài)頂空室經(jīng)過高效脫氣分離后的混合氣體直接進(jìn)入光聲室，由光聲光譜測量模
