基于石英增强光声光谱的气体传感技术研究进展

摘要：

基于石英增强光声光谱(quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy,QEPAS)的气体传感技术具有系统体积小、成本低、环境适应性强等优点,是目前一种重要的光谱式痕量气体检测方法.探测灵敏度是传感器系统的重要指标,关系到能否满足实际应用,因此,本文从提高QEPAS传感系统灵敏度的角度出发,总结了常见的技术手段,包括采用高功率激发光源增大激发强度、采用与分子基频/强吸收带相匹配的激光源来增大吸收强度、采用声波共振腔增大音叉处的声波强度、采用低共振频率石英音叉提高能量积累时间、采用多光程来增大光与气体的相互作用长度等方法,并对其优缺点分别进行了阐述.针对工程应用问题,本文主要讨论了全光纤化和传感系统小型化,并以载人航天领域的应用为例进行了例证.最后,对进一步提高QEPAS传感技术灵敏度的方法进行了展望.

关键词：痕量气体检测;石英音叉;灵敏度;石英增强光声光谱

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资助基金：国家优秀青年科学基金;国家自然科学基金;黑龙江省优秀青年科学基金;黑龙江省博士后科研启动金;中央高校基本科研业务费专项资金资助的课题

在线出版日期：2021-09-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1-12