Détection de l'ammoniac à l'échelle sous-ppb basée sur OF-CEAS

YUAN Shuaibo ,  

CHENG Ziwei ,  

ZHANG Zihao ,  

YIN Runtao ,  

ZHAO Gang ,  

ZHOU Xiaobin ,  

YANG Jiaqi ,  

YAN Xiaojuan ,  

MA Weiguang ,  

摘要

Afin d'améliorer la sensibilité et la vitesse de réponse de la détection de l'ammoniac par la spectroscopie d'absorption renforcée par cavité à rétroaction optique (Optical Feedback Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy, OF-CEAS), la ligne spectrale caractéristique de l'ammoniac près de 6 612,7 cm-1 (1 512 nm) a été utilisée comme ligne d'absorption cible. Grâce au contrôle de la température du système et de la pression du gaz, la stabilité de la mesure de concentration a été efficacement améliorée. Les résultats expérimentaux montrent que le système optique placé dans une enceinte à température contrôlée a atteint une précision de contrôle thermique de ±0,005 ℃. Grâce à un système de contrôle de la pression du gaz à haute précision développé en interne, la pression dans la cavité peut être stabilisée à (30 000±1,5) Pa. Sur la base de cette méthode de contrôle, avec un temps d'intégration de 168 s, la limite de détection de l'ammoniac a atteint 12×10-12, correspondant à une absorption détectable minimale de 1,35×10⁻¹⁰ cm⁻¹. Pour résoudre le problème du délai de réponse causé par l'adsorption des molécules d'ammoniac sur les parois de la chambre et des canalisations, une petite cavité de 7,8 mL a été utilisée pour réduire la surface de rétention des molécules, et un revêtement passivant de silane sur les parois internes des canalisations et de la cavité résonnante a réduit l'adsorption, ce qui a raccourci le temps de réponse moyen du système à 196 s. Cet article offre une solution fiable pour la détection haute précision et rapide de l'ammoniac à basse concentration.

关键词

Spectroscopie d'absorption renforcée par cavité à rétroaction optique; détection des gaz traces; contrôle température-pression haute précision; effet d'adsorption de l'ammoniac

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