Wysokoczuły system wykrywania i monitorowania zanieczyszczeń gazowych atmosfery

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

Identyfikatory

DOI

10.15199/ELE-2014-193

Warianty tytułu

EN

High-sensitivity system for detection and monitoring of the atmosphere gas pollutants

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki (13 ; 09-13.06.2014 ; Darłówko Wschodnie, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Systemy monitorowania zanieczyszczeń gazowych atmosfery, zbudowane w oparciu o lasery kaskadowe, znajdują coraz szersze zastosowanie w ochronie środowiska. Kwantowe lasery kaskadowe w połączeniu ze spektroskopowymi metodami detekcji umożliwiają wykrywanie gazów o stężeniu na poziomie pojedynczych ppt w atmosferze oraz długoterminowe, ciągłe monitorowanie stopnia jej zanieczyszczenia. W pracy przedstawiono wysokoczuły system wykrywania i monitorowania śladowych ilości zanieczyszczeń gazowych atmosfery. Głównym elementem systemu jest kwantowy laser kaskadowy będący źródłem promieniowania IR. Działanie systemu zaprezentowano na przykładzie wykrywania i monitorowania stężenia amoniaku w atmosferze.

EN

Systems for monitoring of the atmosphere gas pollutants based on cascade lasers have recently been widely used in environment protection. The cascade lasers, combined with the spectroscopic detection methods, allow determination of the gas pollutant molecules concentration in the atmosphere at the level of a single ppt. They are also useful for the continuous monitoring of the degree of the atmosphere pollution. In this work, we present a high-sensitivity system enabling the traced amounts of gas pollutants in the atmosphere to be detected and monitored. The system is based on using the quantum cascade laser as a source of the infrared radiation. The system potentialities are exemplified by its using to detection and monitoring of the ammonia concentration in the atmosphere.

Słowa kluczowe

PL

kwantowe lasery kaskadowe; podczerwień; spektroskopia absorpcyjna; wykrywanie i monitorowanie zanieczyszczeń atmosfery; ochrona środowiska

EN

quantum cascade laser; infrared radiation; absorption spectroscopy; detection and monitoring of air pollutants; environment protection

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 55, nr 11
• Strony: 47--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr., rys.

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] A. Kosterev, G. Wysocki, Y. Bakhirkin, S. So, R. Lewicki, M. Fraser, F. Tittel, R. F. Curl, „Application of quantum cascade Lasers to trace gas analysis”, Applied Physics B, No.90 pp. 165–176, 2008.
• [2] L. A. Peach, "Environmental Monitoring Laser Focus World" Vol. 45, Issue 2009.
• [3] D. Hofstetter, J. Faist, M. Beck, A.Müller and U. Oesterle: Demonstration of High-performance 10.16 mm quantum cascade distributed feedback laser fabricated without epitaxial regrowth, Applied Physics Letters: V75, 5, 1999.
• [3] J. B. McManus, M. S. Zahniser, D. D. Nelson Jr., J. H. Shorter, S. Herndon, E. Wood, F. Wehr: Application of quantum cascade lasers to high-precision atmospheric trace gas measurements,, Opt. Eng. 49, 111124, 2010.
• [4] B. Tuzson, K. Zeyer, M. Steinbacher, J. B. McManus, D. D. Nelson, M. S. Zahniser, L. Emmenegger: Selective measurements of NO, NO2 and NOy in the free troposphere using quantum cascade laser spectroscopy, Atmos. Meas. Tech. Discuss., 5, 8969–8993, 2012.
• [5] Marcin Miczuga, Krzysztof Kopczyński, Jan Pietrzak, Robert Owczarek: Wykrywanie i identyfikacja zagrożeń chemicznych, XXVI Międzynarodowa Konferencja Naukowo – Techniczna EKOMILITARIS, Inżynieria Bezpieczeństwa – Ochrona Przed Skutkami Nadzwyczajnych Zagrożeń, Praca zbiorowa, str. 416–423,2012.
• [6] M. Miczuga, K. Kopczynski, J. Pietrzak, R. Owczarek: 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, 2013.
• [7] B. H. Lee, E. C. Wood, S. C. Herndon, B. L. Lefer, W. T. Luke, W. H. Brune, D. D. Nelson, M. S. Zahniser, J. W. Munger, J.: Urban measurements of atmospheric nitrous acid: A caveat on the interpretation of the HONO photostationary state, Geophys. Res. Atmos., 118, 12,274-12,281, doi:10.1002/2013JD020341, 2013.
• [8] J. Jágerská, B. Tuzson, H. Looser, A. Bismuto, J. Faist, H. Prinz, L. Emmenegger: Highly sensitive and fast detection of propane-butane using a 3 um quantum cascade laser, Applied Optics Vol. 52 no. 19 p. 4613, 2013.

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.