Способ измерения времени колебательной релаксации в газах

СОК)З СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 1)5 0 01 й 21/37 ЛЬСТ ся тем,что,с цельюизмерения, измернормированный налучения в ограничения давления, впоглощения в газепри этом величинумированную на срения в указанном дифункцию давлениячины прироста давна среднюю мощносоптико-акустическовремени релаксаци расширения диапазона ют прирост давления, среднюю мощность иэном диапазоне измене- котором форма линии остается неизменной, прироста давления, норднюю мощность излучеапазоне, измеряют как и по зависимости велиления, нормированной ть, от давления в ячейке го приемника судят о 6тмосферы ТФСО АНапитанов и Ю.Н.По еренной в диавующем доплерральной линииства газов этот азонесйпогло- иападавлении, соответстформе контура спектщения (для большинзон5+ 1 О мм рт, ст(54)(57) СПОСОБ ИЗКОЛЕБАТЕЛЬНОЙ Рпо которому через кюского приемника (ОАПдуемым газом, пропуссветовое излучениедавления в этой кюве МЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЛАКСАЦИИ В ГАЗАХ, вету оптико-акустиче). заполненную исслекают модулированное и измеряют прирост те, отл ичаю щийИзобретение относится к области физики процессов энергетического обмена в газах и может быть использовано для определения скорости перехода энергии колебательно-возбужденных молекул в тепловую при столкновениях, т,е. для измерения времени колебательно-поступательной (ЧТ) релаксации.Цель изобретения - расширение диапазона измерения.Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе через кювету оптико-акустического приемника (ОАП), заполненную исследуемым газом, пропускают модулированное световое излучение и измеряют прирост давления в этой кювете.В отличие от известного в предлагаемом способе измеряют прирост давления, нормированный на среднюю мощность излучения Ь Р/ЧЧср в ограниченном диапазоне изменения давления, в котором форма линии погло ной, при зто нормирован лучения Ь Р измеряют ка симости вел мированной давления в приемника сРассмот времени ЧТ щения в м величи ную на IВ/ср в к функц ичины ина ср ячейке удят О 8 рим воз - релак азе остается неизменну прироста давления, реднюю.мощность.изуказанном диапазоне, ю давления и по завиироста давления, норднюю мощность, от оптико-акустического емени релаксации. ожность определения ации по зависимости./ где а(Р) - чувствительность ОАП, а М (Р) - коэффициент поглощения монохроматического излучения на частоте г, Если контур линии поглощения является допперовским, то о оА Р 1 РгТчт =ТдифРг Р 1(3),20 гДе Тчт и Т диф - пРивеДЕнные к Ро=1 ммрт, ст. значения времени ЧТ - релаксации идиффузии.Учитывая (2) и (3), получим 1о1+ -- .Тчт 1Тдиф Ро 2(4) А(Р)= т л(4 о 1)=2,510 с Время диффузии то диф определяется по табличным значениям коэффициента диффузии для данного газа О и известному значению радиуса кюветы ОАП г Эта величина хорошо согласуется с данными ультразвуковых измерений времени ЧТ - релаксации в Н 20 тчт(ойдо)=1,510 с Составитель Редактор О,Филиппова Техред М.Моргентал Корректор И.МускаЗаказ 564 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101 где 1 - коэффициент поглощения при Ро=1 мм рт, ст.В области малых давлений ; 10 мм рт. ст. зависимость а (Р) обусловлена конкуренцией двух механизмов - диффузией колебательно-возбужденных молекул к стенкам кюветы ОАП и ю Т - релаксации.Она имеет вид Тд ф -1 ггд"ф (24)2 О.1 где Оо - значение коэффициента диффузии, приведенное к РоСледовательно, измерив величину А при.двух значениях давления Р 1 и Р 2, определив время диффузии для заданного газа и заданной геометрии ячейки ОАП МОЖНО РаССЧИтатЬ ВРЕМЯ Тоут ПО ФОРМУЛЕ Экспериментальная проверка работоспособности предлагаемого изобретениябыла проведена путем измерения времениколебательно-поступательной релаксацииколебания 401 Н 2 О,Кювета САН заполнялась чистым водяным паром, давление которого менялось от1 до 4 мм рт. ст.1 эПриведены измеренные значения величины А(р) в относительных единицах Расчет по (6) дает для давлений Р 1=1 мм рт. ст. и Р 42=2 мм рт. ст. значение т чт=0,210 с, для другой пары давлений Р 1=1 мм рт, ст. и Р 2=3 мм рт, стзначение т очт=0,18 10 с. Усредненный результат измерения т ут, приведенный к нормальному давле 30 нию Р=760 мм рт. ст., дает значение40 Измерения времени релаксации предлагаемым способом возможны для всех активных в поглощении колебаний, в том числе и для тех, которым соответствуют малые коэффициенты поглощения.45