基于QEPAS技术的乙炔微量气体高灵敏度检测研究

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.

关键词：QEPAS、C2H2气体、共振频率、微共振腔

所属期刊栏目：37

分类号：TN249(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金项目61505041;黑龙江省自然科学基金项目F2015011;中国博士后科学基金特别资助项目2015T80350;中国博士后科学基金面上项目2014M560262;黑龙江省博士后科学基金项目LBH-Z14074;黑龙江省博士后科学基金特别资助项目LBH-TZ0602;哈尔滨市科技创新人才专项资金项目2016RAQXJ140;中央高校基本科研业务费专项资金项目HIT. NSRIF.2015044

在线出版日期：2017-11-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：2869-2872