Detección de amoníaco a nivel sub-ppb basada en OF-CEAS

YUAN Shuaibo ,  

CHENG Ziwei ,  

ZHANG Zihao ,  

YIN Runtao ,  

ZHAO Gang ,  

ZHOU Xiaobin ,  

YANG Jiaqi ,  

YAN Xiaojuan ,  

MA Weiguang ,  

摘要

Para mejorar la sensibilidad y la velocidad de respuesta en la detección de amoníaco mediante la tecnología de espectroscopía de absorción con cavidad óptica reforzada por retroalimentación (Optical Feedback Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy, OF-CEAS), se utilizó la línea espectral característica del amoníaco cerca de 6 612.7 cm-1 (1512 nm) como línea de absorción objetivo. Mediante el control de la temperatura del sistema y la presión del gas, se mejoró eficazmente la estabilidad de la medición de concentración. Los resultados experimentales muestran que el sistema óptico colocado dentro de una caja de control de temperatura alcanzó una precisión de control de temperatura de ±0.005 ℃. Con base en un sistema de control de presión de alta precisión desarrollado internamente, se pudo estabilizar la presión dentro de la cavidad en (30 000±1.5) Pa. Basado en este esquema de control, con un tiempo de integración de 168 s, el límite de detección de amoníaco fue tan bajo como 12×10-12, correspondiente a una absorción mínima detectable de 1.35×10⁻¹⁰ cm⁻¹. Para abordar el problema del retraso en la respuesta causado por la adsorción de moléculas de amoníaco en las paredes de la cámara y las tuberías, se utilizó una pequeña cavidad de 7.8 mL para reducir el área de retención molecular y una capa de pasivación de silano en las paredes internas de las tuberías y de la cavidad resonante redujo la adsorción, lo que acortó el tiempo de respuesta promedio del sistema a 196 s. Este trabajo proporciona una solución confiable para la detección rápida y de alta precisión del amoníaco en bajas concentraciones.

关键词

Espectroscopía de absorción con cavidad óptica reforzada por retroalimentación; detección de gases traza; control preciso de temperatura y presión; efecto de adsorción del amoníaco

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