3.2 Властивості двоокису вуглицю [2]

Двоокис вуглецю (інші назви – діоксид вуглецю, вуглекислий газ, вуглекислота, вугільний ангідрид, сухий лід) – газ без кольору, з слабким кислуватим запахом і смаком. Хімічна формула – СО2.

Властивості :

Молярна маса .......................... 44,0095 г/моль

Температура плавлення ......... -57^о C (216 К), під тиском

Температура кипіння ............... -78 ^оC (195 К), сублімується

Густина .................................... 1,98 кг/м3 (при 25 ^оC)

В’язкість ................................... 0,007 Па при -78 ^оC

Розчинність у воді ................... 1,45 кг/м3

Дипольний момент .................. Нуль

3.3 Обгрунтування вибору робочої і опорної довжини хвиль

Розглянувши та проаналізувавши спектир поглинання C0₂ [2,c.85],( рис 3.2), спектр поглинання двоокису сірки [2,c.87], (рис.3.1) вибираємо аналітичну довжину хвилі для робочого каналу,яка дорівнює 4,27мкм.

Аналітична довжина для опорного каналу повинна задовольняти наступним вимогам :

1.На довжині хвилі опорного каналу повинно бути відсутнє поглинання компонентів газової суміші що не аналізується;

2.На довжині хвилі опорного каналу повинно бути відсутнє поглинання компонентів газової суміші що аналізується(СО₂ );

3.Довжина хвилі опорного каналу повинна бути по можливості ближче до довжини хвилі робочого каналу для зменшення хроматичної аберації оптичних елементів.

Проаналізувавши спектральну характеристику газів які знаходяться в овочесховищах бачимо ,що основні компоненти не мають смуг поглинання в околі довжини хвилі 3,9 мкм.

В цьому випадку ,якщо опорна довжина хвилі приймається рівною 3,9 мкм. То не вимірювані компоненти не будуть спотворювати результати вимірювання концентрації CO₂ .Таким чином на підставі аналізу спектрів

пропускання вибираємо довжини хвиль:для робочого каналу =4,27мкм,

для опорного каналу =3,9мкм.

Рис.3.1 Спектр поглинання ІЧ-випромінювання молекулами двоокису сірки

3.4 Обгрунтування вибору матеріалів оптичних елементів

На підставі аналізу оптичних елементів із врахуванням таких важливих характеристик як пропускання в робочому спектральному діапазоні ,велечини показника заломлення ,стійкість до впливу вологи ,твердість,ізотропність та інших властивостей,було встановлено що:

-різні марки безкисневого халькогенідного скла містять отруйні домішки

та мають високий показник заломлення.Це ускладнює організацію їх механічної обробки і потребує нанесення коштовних просвітлюючих покрить;

-оптичні кристали хлориди та фториди також мають вагомі недоліки ,

гігроскопічність та розчиність у воді,механічну та оптичну неоднорідність ,низку твердість;

-напівпровідникові кристали германію і кремнію мають високі показники заломлення і їх вартість є досить високою;

Найкраще для нашого випадку підходять оптичні мареріали,які виготовляють методом вакуумного пресування при високих тисках та температурах.Одержані таким чином матеріали добре пропускають випромінювання і в інфрачервоній області ,легко механічно обробляються ,мають високу здатність витримувати механічні удари.

Найбільш придатним для використання в якості матерялу для лінз та вікон кювети є оптична кепаміка КО-1 [2,c.55],область прозорості якої від 2 до 7мкм (рис 3.3).