化工儀器網(wǎng)首頁>資訊中心>項目成果>正文

我國研究團隊在痕量氣體光聲檢測方面獲進展
2022年09月22日 11:05:57 來源：化工儀器網(wǎng) 作者：宋池 點擊量：3982

近日，中科院合肥研究院安光所研究團隊在痕量氣體光聲檢測研究方面取得新進展，研制出一種基于多重反射的高靈敏度差分亥姆霍茲光聲電池，在體積更小、耗氣量少的情況下，實現(xiàn)了甲烷的高靈敏度檢測。

　　【化工儀器網(wǎng) 項目成果】近日，中科院合肥研究院安光所研究團隊在痕量氣體光聲檢測研究方面取得新進展，研制出一種基于多重反射的高靈敏度差分亥姆霍茲光聲電池，在體積更小、耗氣量少的情況下，實現(xiàn)了甲烷的高靈敏度檢測。相關研究成果發(fā)表在國際知名光學期刊Optics Express上。
 
　　痕量氣體是大氣中濃度低于10E-6的粒種，大氣中除氮、氧、氬、二氧化碳之外的氣體大多屬于痕量氣體。痕量氣體檢測在許多領域都有著重要作用，如工業(yè)過程檢測、人體呼吸氣體檢測等，尤其是大氣環(huán)境監(jiān)測。大氣中的痕量粒種，如氮氧化合物、碳氫化合物、硫化物和氯化物等與溫室效應、酸雨、光化學煙霧等密切相關，對全球生態(tài)環(huán)境有著重大影響。
 
　　目前已有多種痕量氣體檢測技術，包括中紅外激光光譜、光腔衰蕩光譜(CRDS)、噪聲免疫腔增強光外差分子光譜技術(NICE-OHMS)等。光聲光譜具有靈敏度高、選擇性好、響應速度快、模塊緊湊等優(yōu)點，同樣可以用于痕量氣體濃度檢測。然而光聲光譜容易受到環(huán)境噪聲、氣流噪聲和光學系統(tǒng)引入的相干噪聲的影響，在同時抑制相干與非相干噪聲、增強光聲信號方面鮮有報道。
 
　　研究團隊研發(fā)了一種基于多重反射的差分亥姆霍茲光聲電池(DHPAC)，并通過有限元仿真對其各項性能參數(shù)進行了改進。不同于傳統(tǒng)的差分亥姆霍茲光聲電池和差分H型光聲電池，激發(fā)光可以在光聲電池的鍍金壁上多次反射，增加被測氣體的吸收路徑。同時多次反射還可以有效提高光聲信號的強度。此外，研究團隊采用波長調(diào)制與二次諧波技術抑制相干噪聲，并且由于該光聲池的差分特性，使非相干噪聲得到極大抑制。
 
　　在甲烷氣體檢測實驗中，該光聲傳感器表現(xiàn)出了良好的線性度和靈敏度。當激發(fā)光源為較低功率(6mW)的近紅外(1653nm)分布式反饋激光器時，在1s的檢測時間內(nèi)實現(xiàn)了甲烷氣體177ppb的最低檢測限。
 
　　研究人員表示，理論上，如果采用更高光功率的中紅外激光器，可以實現(xiàn)亞ppb級檢測。同時，由于準直后的激發(fā)光仍有一定的發(fā)散角，光能經(jīng)過多次反射后會消散。因此，可以將吸收腔內(nèi)壁加工成具有一定弧度的橢圓面，這將重新會聚反射光束并進一步增加反射次數(shù)。該工作為高靈敏度光聲電池的設計和優(yōu)化提供了參考。
關鍵詞

相關閱讀 Related Reading

查看更多+

  • 預算225萬 河北醫(yī)科大學第二醫(yī)院采購醫(yī)療設備

    近日，河北醫(yī)科大學第二醫(yī)院就“河北醫(yī)科大學第二醫(yī)院中央提前下達2024及2025年醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)能力建設補助資金（國家臨床重點?？疲?..
    2025-07-10 09:03:31

  • 預算302萬 石景山區(qū)生態(tài)環(huán)境局采購實驗室儀器

    近日，石景山區(qū)生態(tài)環(huán)境局就“石景山區(qū)生態(tài)環(huán)境局實驗室儀器設備更新采購項目”發(fā)布公開招標公告，預算金額為302萬元。
    2025-07-09 10:00:53

  • 預算290萬元 四川大學采購亞微米紅外拉曼系統(tǒng)

    四川大學就“201提質(zhì)升級C132-材料中心-亞微米紅外拉曼系統(tǒng)等設備采購”發(fā)布招標公告，預算290萬元。
    2025-07-07 09:18:44

  • 預算122萬 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學采購實驗室設備

    近日，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學就“2025年度中央支持地方高校改革發(fā)展項目（資環(huán)、食品）”發(fā)布公開招標公告，預算金額為122.3萬元。
    2025-07-07 09:00:02

  • 預算346萬 一柴綜院采購地勘設備

    近日，青海省柴達木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院就“柴綜院2025年地勘設備計劃項目”發(fā)布公開招標公告，預算金額為346.718萬元。
    2025-07-07 08:49:08

  • 預算192萬元 北京師范大學采購高速高分辨原位顯微共焦拉曼光譜儀

    近日，北京師范大學委托漢華國招(北京)工程咨詢有限公司采購高速高分辨原位顯微共焦拉曼光譜儀，項目編號HHGZ-HW-2025-01...
    2025-07-04 10:38:34

版權(quán)與免責聲明

  • ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關法律責任。
  • ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。
  • ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關權(quán)利。