[发明专利]F原子浓度的检测方法及检测装置

摘要

一种F原子浓度的检测方法及其检测装置，采用滴定HF吸收光谱法来测量F原子的浓度，采用选线电激励连续波HF激光器作为探针光源，通过红外窗口测量流场中HF分子的吸收光谱强度。因待测系统解离出的F原子浓度一定，逐步增加注入的氢气流量，产生的HF分子浓度会随之增大至F原子被全部反应完，HF分子吸收光谱强度A也会逐渐增大至一稳定值，当A刚好达极大值时对应的氢气流量即等于F原子浓度。再由多次滴定过程得到的数据拟合得到相关参数后，还可以直接由HF分子吸收光谱强度计算出F原子浓度。本发明是一种操作简便、结构简单紧凑、成本低廉、测量精度高、稳定性好的F原子浓度的检测方法及检测装置。

主权项

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；(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：$A=\frac{S_0-S_1}{S_2}$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)：$\rho =\frac{H}{v\times S}$②；