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CO主要来自石油、煤炭燃烧不充分的产物和汽车排气;一些自然灾害如火山爆发、森林火灾等也是来源之一。
测定空气中CO的方法有非色散红外吸收法、气相色谱法、定电位电解法、汞置换法等,其中非色散红外吸收法为空气连续采样实验室分析和自动监测的国家标准分析方法(GB 980l—1988)。
1.原理
CO、CO2等气态分子受到红外辐射时吸收各自特征波长的红外光,引起分子振动能级和转动能级的跃迁,产生红外吸收光谱。在一定浓度范围内,吸收光谱的峰值(吸光度)与气态物质浓度之间的关系符合朗伯一比尔定律。因此,测其吸光度即可确定气态物质的浓度。由于红外渡谱一般在1~25 μm,测定时无须用分辨率高的分光系统,而是用一定带宽的非色散红外光源与窄带滤光片及选择性检测器,故称为非色散红外法。
CO的红外吸收峰在4.5μm附近,CO2在4.3μm附近,水蒸气在3μm和6μm附近。卒气中CO2和水蒸气的浓度远大于CO的浓度,故干扰CO的测定。测定前可除去水蒸气.用窄带光学滤光片或气体滤波室将红外辐射限制在CO吸收的窄带光范围内可消除CO2的干扰。
2.仪器
非色散红外吸收法CO监测仪的工作原理。从红外光源发射出能量相等的两束平行光,被同步电机M带动的切光片交替切断。然后,一束光作为参比光束通过滤波室(内充CO和水蒸气,用以消除干扰光)、参比室(内充不吸收红外光的气体,如氮气)射人检测室,其特征吸收波长光强度不变。另一束光作为测量光束,通过滤波室、测量室射人检测室。由于测量室内有气样通过,则气样中的CO吸收了部分特征波长的红外光,使光强减弱,且CO含量越高,光强减弱越多。检测室用一金属薄膜(厚5~10μm)分隔为上、下两室,均充等浓度CO气体,在金属薄膜一侧还固定一圆形金属片,距薄膜0.05~0.08 mm,二者组成一个电容器。这种检测器称为电容检测器或薄膜微音器。由于射人检测室的参比光束强度大于测量光束强度,使两室中气体的温度产生差异,导致下室中的气体膨胀压力大于上室,使金属薄膜偏向固定金属片一方,从而改变了电容器两极间的距离,也就改变了电容量,由其变化值即可得出式样中CO的浓度值。
3.测定
测定时,先通人纯氮气进行零点校正,再用标准CO气体校正,然后通人气样,便可直接显示、记录气样中CO的体积分数(φ),以μL/L计。按下式将其换算成标准状态下的质量浓度(mg/m3):
ρCO(mg/m3)一1.25φ
式中:1.25——标准状态下由μL/L换算成mg/m3的换算系数。
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