[发明专利]F原子浓度的检测方法及检测装置

权利要求书

1、一种F原子浓度的检测方法，其特征在于步骤为：

(1)、在滴定装置中通入含F原子的混合气体，滴定装置的两侧设有红外透镜作为透射窗口，探针光源产生的探针光经半透半反镜分束后，反射光依次通过两面红外透镜后透射出来，利用红外功率探测器探测到此时的功率信号强度作为基底信号S₀，所述探针光源为选线电激励连续波HF激光器；

(2)、在滴定装置中通入气体H₂，含F原子的混合气体与H₂发生快速反应F+H₂→HF+H；

探针光源产生的探针光经半透半反镜分束后，反射光通过一面红外透镜后部分光被HF分子吸收，余下的光线经另一面红外透镜透射出来，利用红外功率探测器探测到此时的功率信号强度作为实际信号S₁；透射光直接入射到另一个红外功率探测器上，探测到此时的功率信号强度作为参考光信号S₂；

(3)、由以下式①得到HF分子吸收光谱强度A：

A=S0-S1S2]]>①；

(4)、递增气体H₂注入的流量，记录HF分子吸收光谱强度A的值随气体H₂流量变化的数据，完成一次滴定过程并得到HF吸收光谱强度随注入H₂流量变化的曲线，该条曲线中拐点处，即H₂与F原子恰好完全反应时所对应的H₂流量H(mol/s)等于含F原子的混合气体中F原子的流量，结合气流的流速v(m/s)及通道的截面积S(m²)，利用下式②就可以得到F原子浓度ρ(mol/m³)：

ρ=Hv×S]]>②。

2、根据权利要求1所述的F原子浓度的检测方法，其特征在于：多次通入不同浓度的含F原子的混合气休，重复上述步骤(1)、(2)、(3)、(4)可得到多个关于F原子浓度ρ与HF吸收光谱强度A的数据点，由于F原子浓度ρ与HF吸收光谱强度A的关系满足下式③，通过式③可以得到常量α的值；在实际测量时，只需在滴定装置中通入过量的气体H₂，测量一次HF分子吸收光谱强度A的值，再通过式③即可得到F原子浓度ρ(mol/m³)；

ρ=-1αlnA]]>③

式中：α＝Sφ(υ)L，线型函数φ(υ)表示被测气体吸收谱线的形状，S表示谱线吸收强度，L为单频激光束所通过被测气体的长度，υ为单频激光束的频率。

3、根据权利要求1或2所述的F原子浓度的检测方法，其特征在于：所述探针光源产生的探针光到两个红外功率探测器的距离相等。