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TETHYS  FTUV分析儀EXM400型

# 第04期

TETHYS FTUV分析儀EXM400型

概述

     物質對光吸收的定量關係很早就受到了科學家的注意並進行研究。皮埃爾·布格(Pierre Bouguer)和約翰·海因里希·朗伯(Johann Heinrich Lambert)分別提出了物質對光的吸收程度和吸收介質厚度之間的關係;後來奧古斯特·比爾(August Beer)又提出光的吸收程度和吸光物質濃度也具有類似關係,兩者結合起來就得到有關光吸收的基本定律——布格-朗伯-比爾定律,簡稱比爾-朗伯定律。

  比爾-朗伯定律(Beer–Lambert law),是吸收的基本定律,適用於所有的電磁輻射和所有的吸光物質,包括氣體、固體、液體、分子、原子和離子。

光學原理

  1.        當單光束照射於吸收介質表面,在通過一定厚度的介質後,
  2. 由於介質吸收了一部分光能,透射光的強度就會減弱。吸收介質的濃度愈大,介質的厚度愈大,則光強度的減弱愈顯著。
  3. L:介質濃度〈厚度〉。I0:入射光。I1:透射光。

 

量測原理

  1.        EXM400型FTUV分析儀量測基礎是根據UV光譜學理論,
  2. 其理論為研究物質發射、吸收或散射的光束、聲音來對物質結構作定量和定性的分析,​
  3. 針對不同氣體的吸收光譜來定義其氣體濃度,並且運用快速傅立葉轉換〈Fast Fourier Transform,FFT〉運算方式來計算樣品氣體濃度。

 

所謂快速傅立葉轉換,其實就是離散傅立葉轉換〈Discrete Fourier Transform,DFT〉的快速演算法。在傅立葉轉換過程中,將訊號的時域採樣轉換為頻域採樣,而時域和頻域都呈現離散的週期訊號,在實際用應用中通常採用快速傅立葉轉換來計算DFT。

以NH3〈Ammonia〉來舉例:

下圖為NH3吸收光譜的離散訊號,經由快速傅立葉轉換後變成單一弦波,如此一來就可以很簡單且快速地計算出NH3氣體濃度。

【AMMONIA監測分析成功實例】

監測地點:中南部某一化工廠線上煙道分析室

      為何要監測煙道內NH3氣體呢?原因在於製程氣體或副產物排放時,會將氮氧化物〈NOX〉污染物排出。此時,必須透過De NOX Scrubber處理或是噴發NH3氣體,讓一氧化氮〈NO〉在煙道內和NH3進行化學反應,進而降低污染物排放濃度。

  1. 其化學反應式為:4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
  2.       由上述過程,煙道內最後排放的物質為氮氣〈N2〉、水
  3. 〈H2O〉、尿素〈Urea〉和Ammonia。由此可知,監測NH3
  4. NOX有助於除去氮氧化物過程的控制。

 

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