高级检索

ISSN1001-3806CN51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

激光检测乙烯浓度的光声光谱效应研究

史明坤 胡兵 应花山 邹非 纪明阔

引用本文:
Citation:

激光检测乙烯浓度的光声光谱效应研究

    作者简介: 史明坤(1989-),男,硕士研究生,主要研究方向为激光光声光谱的研究与应用。.
    通讯作者: 胡兵, hubing@hust.edu.cn
  • 中图分类号: O433

Research of photoacoustic spectroscopy effect of ethylene concentration detected by laser

    Corresponding author: HU Bing, hubing@hust.edu.cn ;
  • CLC number: O433

  • 摘要: 为了解决生物医疗、石油化工行业微量乙烯浓度难以检测的问题,采用CO2激光击穿装有乙烯气体的光声池产生光声光谱效应,进行了微量乙烯浓度的检测,设计并优化了光声池尺寸,研究了激光谱线10P(16)和10P(18)与乙烯吸收系数、乙烯气体浓度与光声信号之间的关系。结果表明,光声光谱气体检测系统的共振中心频率为833Hz,品质因数为20.8,光声池常数为2323Pacm/W;当激光功率为3.6W时,在两种激光谱线的照射下,光声信号与乙烯气体体积分数之间均成良好的线性关系,其线性拟合优度分别为0.99744和0.99802,系统的最低检测浓度可达0.9nmol/L。实验结果与理论分析相吻合,验证了光声光谱效应对微量乙烯浓度的检测具有良好的应用价值。
  • [1]

    WANG C J, SAHAY P. Breath analysis using laser spectroscopic techniques:breath biomarkers, spectral fingerprints, and detection limits[J]. Sensors, 2009, 9(10):8230-8262.
    [2]

    ARAKELIAN V G. The long way to the automatic chromatographic analysis of gases dissolved in insulating oil[J]. Electrical Insulation Magazine, 2004, 20(6):8-25.
    [3]

    ZHOU L J, WU G N, TANG P, et al. Model of semiconductor gas sensor for monitoring dissolved gases in insulation oil[J]. Automation of Electric Power Systems, 2006, 30(10):75-79 (in Chinese).
    [4]

    LI H L, ZHOU F J, TAN K X, et al. Quantitative analysis of FTIR-used intransformer on-line monitoring[J]. Automation of Electric Power Systems, 2005, 29(18):62-65 (in Chinese).
    [5]

    KERR E L, ATWOOD J G. The laser illuminated absorptivity spectrophone:a method for measurement of weak absorptivity in gases at laser wavelengths[J]. Applied Optics, 1968, 7(5):915-921.
    [6]

    LI J S, CHEN W D, YU B L, et al. Recent progress on infrared photoacoustic spectroscopy techniques[J]. Applied Spectroscopy Reviews, 2011, 46(6):460-471.
    [7]

    YUN Y X, ZHAO X X, CHEN W G,et al. Acetylene detection by laser resonant photoacoustic spectrometry[J]. Voltage Engineering, 2009, 35(9):184-190 (in Chinese).
    [8]

    LIN C, ZHU Y, WEI W, et al. Quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy trace gas detection system based on the Fabry-Perot demodulation[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2013, 33(5):1163-1166(in Chinese).
    [9]

    TANS, LIU W F, WANG L J, et al. Mid-infrared distributed-feedback quantum cascade laser-basedphotoacoustic detection of trace methane gas[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2012, 32(5):1251-1254(in Chinese).
    [10]

    MIKLOS A, HESS P, BOZOKI Z. Application of acoustic resonators in photoacoustic trace gas analysis and metrology[J]. Review of Scientific Instruments, 2001, 72(4):1937-1955.
    [11]

    DUMITRASD D C, DUTU D C, MATEL C, et al. Laser photoacoustic spectroscopy:principles, instrumentation, and characterization[J]. Journal of Optoelectronics and Advance Materials, 2007, 9(12):3655-3701.
    [12]

    TAVAKOLI M, TAVAKOLI A, TAHERI M. Design, simulation and structural optimization of a longitudinal acoustic resonator for trace gas detection using laser photoacoustic spectroscopy[J]. Optics and Laser Technology, 2010, 42(5):828-838.
  • [1] 罗泽鹏黄佐华唐志列 . 用光声光谱法测量紫外光探测器的光谱响应. 激光技术, 2008, 32(5): 453-455,459.
    [2] 于清旭姚兵王甦李少成梁秀萍曹雁刘迅林钧岫曾传相 . 高灵敏度光声光谱仪及其生物学应用研究. 激光技术, 2001, 25(1): 15-18.
    [3] 蔡家裕郭红王新兵左都罗 . 缓冲气体对光声光谱法气体检测的影响. 激光技术, 2020, 44(1): 81-85. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.01.014
    [4] 朱文江余银辉李辰溪安冉陈珂 . 基于组合激光光源的双组分微量气体检测系统. 激光技术, 2022, 46(5): 657-662. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.05.013
    [5] 杨志远卢荣军王生春 . 一种纵向共振光声池谐振频率测量方法. 激光技术, 2019, 43(3): 387-391. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.03.018
    [6] 马凤翔赵跃李辰溪郭珉朱峰杭忱陈珂 . 变压器油中溶解一氧化碳气体的光纤传感技术. 激光技术, 2022, 46(6): 829-834. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.06.019
    [7] 王平江吴浩陈吉红唐小琦 . 动光式激光切割无缝拼接技术的研究与应用. 激光技术, 2009, 33(4): 369-373. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.04.010
    [8] 尹国福鲁建存刘彦义贺爱峰曹椿强 . 激光起爆系统光路完整性检测技术研究. 激光技术, 2011, 35(4): 554-558. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.04.028
    [9] 张光辉黄宇星黄平周辽焦辉龙芋宏 . 水导激光技术中水-光耦合传能规律研究. 激光技术, 2022, 46(6): 749-754. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.06.006
    [10] 张宇赵远吴晓敏陈钟贤孙秀冬 . 多光谱探测与激光多光谱探测技术的进展. 激光技术, 2007, 31(2): 188-191.
    [11] 李静刘会霞谭文胜孙跃东申祥王霄 . 聚苯乙烯与钛激光透射连接工艺研究. 激光技术, 2018, 42(6): 827-834. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.06.019
    [12] 王绍龙王阳恩陈奇陈善俊 . 激光诱导击穿光谱技术定量分析原油金属元素. 激光技术, 2015, 39(1): 104-108. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.01.021
    [13] 罗贤锋游利兵徐健方晓东罗乐 . 基于激光诱导击穿光谱的元素成像技术研究进展. 激光技术, 2020, 44(1): 66-73. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.01.012
    [14] 于益王卫民鲁燕华谢刚彭跃峰 . 二极管激光光谱合束技术实验研究. 激光技术, 2010, 34(1): 138-140. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.039
    [15] 刘音李岩 . 双折射外腔双频激光器光回馈. 激光技术, 2007, 31(5): 459-461.
    [16] 杜亮亮高向东张南峰季玉坤 . 激光焊接裂纹磁光成像频域特征分析. 激光技术, 2020, 44(2): 226-231. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.02.016
    [17] 刘莉 . 双谱线内标对激光诱导击穿光谱稳定性的改善. 激光技术, 2015, 39(1): 90-95. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.01.018
    [18] 杨昭李强孙东松 . 基于1064nm米散射激光雷达的大气消光特性的研究. 激光技术, 2006, 30(2): 170-173.
    [19] 王振韩蒙蒙彭浩唐霞辉 . 射频板条CO2激光器整形光路自适应调节研究. 激光技术, 2015, 39(4): 471-475. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.009
    [20] 陈佳琪李震张亚萍 . 基于液晶光开关的激光自动检测防护装置. 激光技术, 2013, 37(6): 777-780. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.016
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  7368
  • HTML全文浏览量:  5118
  • PDF下载量:  219
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-03-06
  • 录用日期:  2015-04-20
  • 刊出日期:  2016-05-25

激光检测乙烯浓度的光声光谱效应研究

    通讯作者: 胡兵, hubing@hust.edu.cn
    作者简介: 史明坤(1989-),男,硕士研究生,主要研究方向为激光光声光谱的研究与应用。
  • 1. 华中科技大学 光学与电子信息学院, 武汉 430074

摘要: 为了解决生物医疗、石油化工行业微量乙烯浓度难以检测的问题,采用CO2激光击穿装有乙烯气体的光声池产生光声光谱效应,进行了微量乙烯浓度的检测,设计并优化了光声池尺寸,研究了激光谱线10P(16)和10P(18)与乙烯吸收系数、乙烯气体浓度与光声信号之间的关系。结果表明,光声光谱气体检测系统的共振中心频率为833Hz,品质因数为20.8,光声池常数为2323Pacm/W;当激光功率为3.6W时,在两种激光谱线的照射下,光声信号与乙烯气体体积分数之间均成良好的线性关系,其线性拟合优度分别为0.99744和0.99802,系统的最低检测浓度可达0.9nmol/L。实验结果与理论分析相吻合,验证了光声光谱效应对微量乙烯浓度的检测具有良好的应用价值。

English Abstract

参考文献 (12)

目录

    /

    返回文章
    返回