基于量子级联激光器和长光程气室的甲烷传感器
[Abstract]:Based on the principle of mid-infrared absorption and the fundamental frequency absorption of methane (CH_4) molecules at 7.5 渭 m, a methane gas sensor based on a quantum cascade laser (QCL) and a new multi-reflection long-path gas absorption chamber (MPC) is designed. The instrument uses thermoelectric cooling, and works in pulse mode. QCL, with a central wavelength of 7.5 渭 m adjusts its injection current (500mA~1.6A range) at room temperature, and its output wavelength can sweep over the CH_4 (1 332.8 cm ~ (-1) gas absorption line. At the same time, a compact MPC (40cm length 800 mL sampling volume) is used to make the total effective optical path of the system up to 16 m. In addition, the reference chamber is used in the system, and the spatial filter optical structure is added to meet the requirement of MPC for incident beam. With the principle of differential absorption spectroscopy, the beam quality is effectively improved and the noise caused by the fluctuation of the light source is reduced. The sensitivity of the instrument is improved. The stability of the instrument is good, and the detection limit of methane gas is 1 渭 mol mol~ (-1) according to the signal to noise ratio (SNR) of 1.
【作者单位】: 吉林大学集成光电子学国家重点联合实验室电子科学与工程学院;吉林农业大学信息技术学院;吉林大学国家地球物理探测仪器工程技术研究中心仪器科学与电气工程学院;
【基金】:国家科技支撑计划项目(2013BAK06B04) 国家自然科学基金项目(61307124),国家自然科学基金项目(61403160) 国家(863)计划项目(2007AA06Z112) 吉林省科技发展计划项目(20120707) 长春市科技发展计划项目(11GH01) 第55批中国博士后面上基金项目(2014M551194) 吉林省科技厅项目(20150414052GH,20140520118JH)资助
【分类号】:TP212;TN248;O657.3
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