基于QEPAS技术的乙炔微量气体高灵敏度检测研究

• 作者: 于欣 何应 佟瑶 孙锐 张立功 张静波 王龙 马欲飞 龙金虎
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 工学
• 关键词: QEPAS C2H2气体 共振频率 微共振腔
• 年，卷（期）: 2017,（9）
• 页码范围: 2869-2872
• 页数: 4页
• 分类号: TN249
• 字数: 2174字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2017)09-2869-04

摘要

石英增强光声光谱(QEPAS)是近年来发展起来的一种痕量气体探测技术,具有系统体积小、价格低廉、探测灵敏度高等优点.乙炔(C2 H2)是一种化学性质活泼的有毒气体,对它进行高灵敏度检测在变压器故障诊断、环境监测等领域有着重要的意义,基于此,采用QEPAS技术对C2 H2微量气体展开高灵敏度检测研究.采用输出波长为1.53μm的连续波分布反馈半导体激光器作为激发光源.为了提高信噪比和简化数据处理过程,QEPAS传感器系统采用波长调制和2次谐波探测技术.为了提高QEPAS系统信号幅值,相比于常见的共振频率为32.768 kHz的石英音叉,采用了共振频率较低的30.72 kHz石英音叉作为声波传导器,同时还优化了石英音叉与激光束的空间位置、激光波长调制深度,并添加了声波微共振腔,选择的微共振腔长度为4 mm、内径为0.5 mm,最终获得了2.7 ppm的优异检测极限,归一化噪声等效吸收系数为1.3×10-8 cm-1·W·Hz-1/2.