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基于QEPAS检测氨气痕量气体的研究

发布时间:2018-01-08 06:26

  本文关键词:基于QEPAS检测氨气痕量气体的研究 出处:《电机与控制学报》2016年08期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:痕量氨气(NH_3)检测在大气质量监测和人类疾病预防等方面具有重要意义,然而现有氨气检测方法难以满足当前需求。针对石英增强型光声光谱技术(quartz enhanced photoacoustic spectroscopy,QEPAS)具有灵敏度高、监测实时性好、环境噪声免疫性高等优点,该文在阐述检测原理的基础上,选用中心波长为1531.65 nm的分布反馈式激光器(distributed feedback laser,DFB)作为光源,室温下氨气标准气体作为被测对象,搭建了基于QEPAS的NH_3气体检测系统。该系统确定了谐振管的尺寸和位置,优化了激光滤波准直光路,并结合波长调制与谐波检测技术,实现了氨气浓度的检测。检测结果表明,QEPAS系统的二次谐波信号与NH_3浓度具有良好的线性关系。该系统的检测极限精确度为146 ppb,稳定响应时间约为40 s,4小时连续检测相对误差为2.34%。
[Abstract]:The ammonia (NH_3) detection plays an important role in air quality monitoring and prevention of human diseases, but the existing ammonia detection method is difficult to meet the current demand. The quartz enhanced photoacoustic spectroscopy (quartz enhanced photoacoustic spectroscopy, QEPAS) with high sensitivity, good real-time monitoring, high environmental noise immunity to the advantages. This paper based on the measurement principle, laser with a central wavelength of 1531.65 nm distributed feedback (distributed feedback, laser, DFB) as the light source, the room temperature of ammonia standard gas as the object to be measured, is built based on NH_3 QEPAS gas detection system. The system determines the size and position of the resonance tube, optimized laser filtering collimation optical path, combined with wavelength modulation and harmonic detection technology, the detection of ammonia concentration. The detection results show that the two harmonic signal of QEPAS system There is a good linear relationship between the number and the concentration of NH_3. The detection limit of the system is 146 ppb, the stable response time is about 40 s, and the relative error of 4 hours continuous detection is 2.34%..

【作者单位】: 东北林业大学机电工程学院;东北林业大学土木工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(31470715) 中央高校基金(2572014EB03-02)
【分类号】:O657.3
【正文快照】: 0引言氨气(NH3)是大气环境中不可或缺的组成部分,在工业生产过程中常被用于加工制冷剂和肥料,同时氨气在中和酸性气体和维持生态平衡等方面都扮演着重要的角色。近年来,随着工业的高速发展,大气中NH3的含量明显增高,人体吸入NH3含量较高的空气,高浓度NH3会严重影响肝脏和肾脏,

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本文编号:1396016

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