Detección de amoníaco en 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 de la tecnología de espectroscopía de absorción láser para detectar amoníaco, se adoptó la técnica de espectroscopía de absorción mejorada por cavidad con realimentación óptica (Optical Feedback Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy, OF-CEAS), utilizando la línea espectral característica del amoníaco cerca de 6612.7 cm-1 (1512 nm) como la línea de absorción objetivo. A través del control de la temperatura del sistema de medición y la presión del gas, se mejoró efectivamente la estabilidad de la medición de concentración. Los resultados experimentales muestran que el sistema óptico colocado en una cámara de control térmico logró una precisión de control de temperatura de ±0.005 ℃. Con un sistema de control de presión de gas de alta precisión desarrollado internamente, la presión dentro de la cavidad puede estabilizarse en (30 000±1.5) Pa. Basado en esta solución de control, con un tiempo de integración de 168 s, el límite de detección del amoníaco es tan bajo como 12×10-12, con una absorción mínima detectable de 1.35×10⁻¹⁰ cm⁻¹. Para abordar el problema del retraso de respuesta causado por la adsorción de moléculas de amoníaco en las paredes de la cámara de gas y las tuberías, se utilizó una pequeña cavidad de 7.8 mL para reducir la superficie de retención molecular, y un revestimiento de pasivación de silano en las tuberías clave y las paredes internas de la cavidad resonante redujo la adsorción, acortando el tiempo promedio de respuesta del sistema a 196 s. Este artículo proporciona una solución confiable para la detección rápida y precisa de amoníaco de baja concentración.

关键词

Espectroscopía de absorción mejorada por cavidad con realimentación óptica;Detección de gases traza;Control preciso de temperatura y presión;Efecto de adsorción de amoníaco

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