测量原理的基本知识与技巧

紫外荧光法总硫分析方法的测量过程是：待测样品首先进入氧化裂解炉（内有石英裂解管，样品从石英裂解管中通过），在富氧环境下样品中的硫化物被氧化裂解，生成SO2、CO2、H2O等组分，然后经Nafion管干燥器除去水分，再进入硫检测器检测。SO2在紫外光（190~230 nm，中心波长为214 nm）照射下生成激发态，激发态不稳定，会很快衰变到基态，激发态在返回到基态时伴随着光子的辐射，并发出特征波长的荧光（240~420 nm），经滤光片过滤后被光电倍增管接收并转化为电信号放大处理。紫外荧光法测量总硫含量的原理流程如图11.18所示。

测量过程中发生的主要反应如下：

氧化裂解反应：　

紫外激发反应：　

发射荧光反应：　

根据朗伯—比尔定律，检测器反应室中被二氧化硫吸收的紫外光强度的表达式为：

式中　I0——紫外激发光光强；

α——SO2对紫外光的摩尔吸收系数；

l——吸收光路长度；

c——SO2的摩尔浓度。(www.xing528.com)

则光电倍增管接收到的荧光强度表达式为：

式中　G——检测器反应室的几何常数；

图11.18　紫外荧光法硫分析仪原理流程图

φ——荧光量子效率。

将式（11.6）在零点泰勒级数展开，得：

取αlc→0，则式（11.7）可表示为：

这就是二氧化硫浓度的荧光检测原理。由该式可知，当紫外灯光强不变时，二氧化硫气体的荧光强度I荧与其浓度c成正比，而二氧化硫浓度和总硫浓度是一致的，这为定量分析总硫浓度提供了理论依据。