Badania nad poprawą czułości systemów detekcji śladowych ilości zanieczyszczeń gazowych metodą komórek wieloprzejściowych

• Autorzy: Miczuga M. , Kopczyński K. , Pietrzak J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2016.9.7

Warianty tytułu

EN

Studies on the sensitivity improvement of measuring systems dedicated to detection of trace amounts of gaseous impurities by using the multi-path cell method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na przestrzeni ostatnich lat nastąpił gwałtowny wzrost ilości gazów zanieczyszczających powietrze atmosferyczne. Jest on skutkiem szybkiego rozwoju produkcji przemysłowej i wykorzystania w jej trakcie coraz większej liczby i ilości szkodliwych gazów. Monitorowanie poziomu zanieczyszczeń gazowych atmosfery będących skutkiem emisji ich przez zakłady przemysłowe wymaga stosowania bardzo czułych i niezawodnych systemów wykrywania i identyfikacji śladowych ilości gazów. W pracy przedstawiono wyniki badań nad poprawą czułości i dokładności pomiarów systemów detekcji śladowych zanieczyszczeń gazowych atmosfery wykorzystujących komórki wieloprzejściowe. Na podstawie przeprowadzonych badań zoptymalizowano konstrukcję systemu pod kątem uzyskania maksymalnej czułości, dużej rozdzielczości spektralnej oraz wysokiej dokładności pomiaru stężenia gazów. Głównymi elementami systemu są: wykonany w Instytucie Technologii Elektronowej laser kaskadowy oraz komórka wieloprzejściowa. Działanie zoptymalizowanego systemu przedstawiono na przykładzie wykrywania i pomiaru stężenia tlenku węgla.

EN

In recent years there has been a sharp increase in the amount of gases polluting atmospheric air. It is a result of the rapid development of industrial production and use of increasing number of harmful gases and their various concentrations in the atmosphere. Therefore, monitoring the level of gaseous atmosphere pollutants resulting from emissions of industrial plants requires very sensitive and reliable detection systems enabling the trace gases to be identified. The paper presents the results of research aimed to improve the sensitivity and accuracy of the measuring systems detecting the trace concentrations of gaseous pollutants in the atmosphere. The improvement is based on applying the multi-path cells. Using the results of the studies, the design of the measuring system has been optimized in terms of maximum sensitivity, high spectral resolution and high-precision detection of gas concentrations. The main elements of the system are: a cascade laser, made at the Institute of Electron Technology (ITE), and the multi-path cell. The operation of the optimized system is exemplified by the detection and the concentration measurement of carbon monoxide.

Słowa kluczowe

PL

zanieczyszczenia gazowe; komórka wieloprzejściowa; lasery kaskadowe; wykrywanie; spektroskopia absorpcyjna

EN

gaseous air pollutants; multipass cel; quantum cascade laser; detection; absorption spectroscopy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 57, nr 9
• Strony: 32--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., wykr.

Twórcy

autor

Miczuga M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Kopczyński K.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Pietrzak J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

Bibliografia

• [1] Z. Bielecki, J. Wojtas, T. Stacewicz: (2014) Zastosowanie laserów kaskadowych w układach do detekcji śladowych ilości gazów, Elektronika – konstrukcje, technologie, zastosowania, nr 11/2014, str. 44–46.
• [2] M. Miczuga, K. Kopczynski, J. Pietrzak, R. Owczarek: (2013) Measuring system for detection and identification of hazardous chemicals, SPIE Proceedings Vol. 8703, Laser Technology 2012: Applications of Lasers, Editors: Wiesław L. Woliński; Zdzisław Jankiewicz; Ryszard S. Romaniuk, 87030E.
• [3] J. B. McManus, M. S. Zahniser, D. D. Nelson, J. H. Shorter, S. C. Herndon, D. Jervis, M. Agnese, R. McGovern, T. I. Yacovitch, J. R.Roscioli: (2015) Recent progress in laser-based trace gas instruments: performance and noise analysis, Appl. Phys. B: Lasers Opt., 119, str. 203–218.
• [4] M. Bugajski, A. Wójcik-Jedliska: (2014) Kwantowe lasery kaskadowe - 20 lat historii i stan obecny, Elektronika - konstrukcje, technologie, zastosowania, nr 11/2014, str. 10–17.

Uwagi

PL

Praca została wykonana w ramach Projektu Badań Stosowanych Nr PBS1/B3/2/2012 pod tytułem: „Emitery i detektory podczerwieni nowej generacji do zastosowań w urządzeniach do detekcji śladowych ilości zanieczyszczeń gazowych” finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.