OF-CEASに基づくppb未満のアンモニア検出

YUAN Shuaibo ,  

CHENG Ziwei ,  

ZHANG Zihao ,  

YIN Runtao ,  

ZHAO Gang ,  

ZHOU Xiaobin ,  

YANG Jiaqi ,  

YAN Xiaojuan ,  

MA Weiguang ,  

摘要

レーザー吸収分光技術によるアンモニア検出の感度と応答速度を向上させるために、光フィードバック共振器強化吸収分光(Optical Feedback Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy、OF-CEAS)技術を用いて、6,612.7 cm-1(1,512 nm)付近のアンモニアの特徴的なスペクトル線をターゲット吸収線とした。システムの温度とガス圧力の制御により、濃度測定の安定性を効果的に向上させた。実験結果は、温度制御チャンバー内に設置された光学系が±0.005 ℃の温度制御精度を達成したことを示した。独自開発の高精度気圧制御システムに基づき、共振器内圧力を(30,000±1.5)Paに安定化できた。この制御方案により、168秒の積分時間でアンモニアの検出限界は12×10-12に達し、最小検出可能吸収は1.35×10⁻¹⁰ cm⁻¹であった。アンモニア分子がチャンバーや配管の内壁に吸着して応答遅延を引き起こす問題に対して、7.8 mLの小型チャンバーを使用して分子の滞留面積を削減し、主要配管および共振器内壁のシランパッシベーションコーティングにより吸着を低減させ、システムの平均応答時間を196秒に短縮した。本稿は低濃度アンモニアの高精度かつ迅速な検出のための信頼性の高いソリューションを提供する。

关键词

光フィードバック共振器強化吸収分光法;微量ガス検出;高精度温度圧力制御;アンモニア吸着効果

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