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    分享一下光合儀的結構及工作方式

    點擊次數:1293 發布時間:2019/2/22
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       分享一下光合儀的結構及工作方式

      一臺光合儀由4個基本部分組成:紅外線輻射源、氣室、濾光片和檢測器 ,氣室中有CO2或H2O存在時到達檢測器的輻射能量減少,從而檢測器輸出信號。作差分測量時需要有兩個平行的氣室,并且所用的檢測器也必須能夠測出兩個氣室吸收的輻射能的差值。

     ?、?紅外線輻射源

      紅外線輻射源是由鎳鉻合金或鎢絲繞制成20歐姆的螺旋形園柱體,螺旋絲包上一層氧化物。用低電壓電源加熱,溫度升至600~800℃之間發出暗紅色光,發射出0.7~7μm的連續波長的紅外光。這種精細的金屬螺旋絲必須安裝牢固,以減少振動,否則會給檢測器信號帶來隨機噪音,通常把輻射源埋置在一種透明的陶瓷材料中以防止任何振動。

      在雙氣室紅外儀中,要求使用雙光束,必須有兩條平行的紅外輻射光源。一般有兩種方法,可以做到這一點,一種是使用串聯在同一電路中的兩個輻射源,另一種是利用一個輻射源,借助反射器把光束分開導入兩個平行的氣室。后一種方法避免了兩個輻射源不同步老化而造成能量差異較大的難題。

     ?、?氣室

      氣室相當于液體比色分析中的比色杯,所不同的是它所盛裝的是被測氣體而非液體。氣室一般為金屬圓筒,兩端鑲以氟化鈣制成的小窗,可以透過紅外線,筒內壁鍍金,鍍金是為了大限度地反射光線,兩端有氣口。作值測量即檢測CO2或H2O濃度使用的紅外儀一般為單氣室,而應用于光合作用研究的紅外儀除了能進行值測量外同時具備差分測量CO2濃度或H2O的含量的功能。

      應用于光合作用研究的紅外線CO2或H2O分析儀多數為雙氣室或多氣室,一個為分析氣室,另一個作為參比氣室.利用開放式氣路系統進行測定光合速率時,一個氣室中檢測進入同化室之前的CO2濃度(參比氣,R),另一個氣室檢測流經同化室之后的CO2濃度(分析氣,A),儀器給出的信號即為進入同化室前后的氣體中的CO2濃度差。

     ?、?濾光器

      濾光器是將光源發射的一段波長的光過濾,只允許某單色光通過。檢測CO2濃度的濾光器只讓4.26μm±0.1μm波長的紅外光透過,檢測H2O的波長為2.59μm。

     ?、?檢測器 紅外輻射能量能否被檢測,是氣體分析儀成敗的關鍵。世界各國用以檢測紅外線能量的檢測器種類較多,概括起來有兩類。

      其一是光導檢測器,這類檢測器是一類半導體的物質(如銻化銦-InSb),因紅外輻射引起其電阻改變而被檢測。各種類型的紅外線氣體分析儀絕大多數采用這一檢測原理,該原理在紅外線CO2氣體分析儀工作原理中敘述。

      半導體檢測器受溫度影響較大,為了提高檢測器的穩定性,增加了控溫裝置,將檢測器周圍的溫度控制在55℃,測量精度和穩定性大大提高。

      其二是一種氣體熱敏計,常稱薄膜微音器。九十年代以前生產的紅外線CO2分析儀,多數采用這類檢測器。因該檢測器易漏氣和機械振動增加測量誤差,已經淘汰。

      這種氣動檢測器,早由美國礦山安全用品公司費因格洛夫設計,形式頗象現代電話耳機膜片的裝置,稱為單邊式微音檢測器。它的工作原理是熱輻射使膜片一側氣壓變化,并使其與固定電極間距離縮小,電容量增加,從而達到檢測外熱的強度。

     
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