Einzellinien-Spektroskopie - Siemens LDS 6 Betriebsanleitung

Technische Beschreibung
LDS 6 – In-situ Laser-Gasanalysengerät
Gerätehandbuch A5E00295893-01
Gesetz auf ganz bestimmten, eng begrenzten Wellenlängenbe-
reichen absorbiert wird. Dieses Phänomen tritt dort auf, wo die
Gase molekulare Übergänge aufweisen, die schmale Absorpti-
onslinien bilden.
Die Lichtquelle im LDS 6 ist ein Halbleiterlaser, der auf eine pas-
sende Absorptionslinie für das Messgas abgestimmt ist. Das
Laserlicht ist spektral viel schmaler als die Gas-Absorptionslinie.
Das bedeutet, die Wahl einer geeigneten Absorptionslinie vor-
ausgesetzt, dass sich nur sehr geringe Beeinträchtigungen durch
andere Gase ergeben.
Das Licht wird in den hörbaren Bereich moduliert, sowohl in Fre-
quenz als auch in Amplitude, um die Ermittlung der zweiten
Oberwelle sowie die Eliminierung von Einträgen aus spektral
unspezifischen Absorptionen auf Grund von Staub, Rauch usw.
zu erleichtern.

6.4.1 Einzellinien-Spektroskopie

Die Absorption eines homogenen Stoffes wird durch das Lam-
bert-Beersche Gesetz vorgegeben. Dieses Gesetz besagt, dass
der Bestandteil an Photonen α(ν), der auf einem Weg dz absor-
biert wird, konstant ist. Diese Konstante wird als Absorptionsko-
effizient bezeichnet.
δI(ν)/I(ν) = dz α(ν)
Die Integration über den Weg L ergibt:
I(ν) = I exp(α(ν)L)
0
Die Absorption ist auf zwei verschiedene Quellen zurückzufüh-
ren:
1)
σ – Staub und andere Komponenten, die ausreichende spek-
trale Breite besitzen, um für konstante Absorption über den
abgesuchten Wellenlängenbereich zu sorgen.
2)
α (ν) – Gasbestandteile im Weg, die einen molekularen Über-
i
gang im abgesuchten Wellenlängenbereich aufweisen.
α(ν) = σ + Σα
(ν)
i
Der Absorptionskoeffizient α(ν) für gasförmige Zustände variiert
stark mit der optischen Frequenz. Für eine Gaskomponente
α g(ν - ν
(ν) = S
i i
in der S die Intensität der Molekularlinie, N
i
bierenden Moleküle pro cm
normalisierte Linienform ist. Die Boltzmann-Verteilungsfunktion
ist im Faktor S
) N ,
0 i
3
der Atmosphäre und g(ν - ν
enthalten.
i
die Zahl der absor-
i
) die
0
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