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水气含量对基于QEPAS甲烷气体探测性能的影响
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:2012.7.15
  • 页码:07150011-07150016
  • 分类:O433.1[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室,安徽合肥230031
  • 相关基金:基金项目:国冢自然科学基金(41175036)和安徽省自然科学基金(11040606M147)资助课题.
  • 相关项目:基于石英音叉共振增强痕量NO3自由基光声吸收检测技术研究
中文摘要:

由于气体的湿度对分子振动弛豫有着较大的影响,利用石英音叉增强型光声光谱(QEPAS)技术作为甲烷气体传感,在实际应用中,空气的水气浓度变化将会使光声测量气体浓度的信号强度发生变化。实验中采用鼓泡法结合湿度计来改变探测气体中的湿度,测量了常压下1.653μm波长处甲烷的二次谐波信号,系统地研究了探测气体中水气浓度的变化对石英音叉Q值、共振频率f0等参数的影响。实验结果表明,水气对基于QEPAS技术甲烷气体传感器的实际应用有着很大的影响,主要表现在甲烷分子振动弛豫和探测系统性能两个方面。当实际大气中绝对湿度为2.34%时,获得的系统最小可探测质量浓度为0.57mg/m3。

英文摘要:

The accuracy of measurement is affected by the variation of water vapor concentration when a quartz enhanced photo-acoustic spectroscopy (QEPAS) is used for real-time trace-gas monitoring. A QEPAS based methane sensor is developed at 1. 653 ~m and the influence of water vapor on the performances of QEPAS methane sensor including second harmonic signal, resonance frequency, Q factor are investigated experimentally. Measurements are carried out under different absolute humidities which are obtained by bubbling method combined with hygrometer at atmosphere pressure. The results suggest that the water vapor could impact both on relaxation time of methane and the parameters of quarts tuning fork in practical application. The smallest detective mass concentration of the sensor is found to be about 0.57 mg/m3 at different atmosphere vressures with an absolute humidity of 2.34 %.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849