Optoelektroniczne systemy detekcji gazów

• Autorzy: Bielecki Z.

Warianty tytułu

EN

Optoelectronic systems for gas detection

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki. 6 ; 11-13.06.2007 ; Darłówko Wschodnie, Polska
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Omówiono optoelektroniczne systemy detekcji gazów. Dokonano analizy metod detekcji zdalnej oraz w miejscu próbkowania in situ. W systemach detekcji zdalnej wyróżniono metody Udarowe, szczególnie urządzenia pracujące w układzie typu DIAL (ang. Differential Absorption Lidar). Omówiono także metody pasywne, w których odbierane jest promieniowanie własne, emitowane przez dany obiekt termalny. Liczną grupę stanowią metody wykrywania gazów zawartych w powietrzu, w miejscu pobrania próbki, tzw. metody in situ. Należy zaliczyć do niej metody niespektroskopowe oraz spektroskopowe. Szeroko stosowanymi metodami wykrywania gazów należących do grupy metod niespektroskopowych są metody chemiczne. Bardzo popularne są metody spektroskopowe, które można podzielić na emisyjne oraz absorpcyjne. W opracowaniu przedstawiono także optoelektroniczne systemy detekcji gazów, opracowane w Instytucie Optoelektroniki WAT. Do najważniejszych z nich należy zaliczyć: systemy typu DIAL, metody pasywne, systemy pracujące przy wykorzystaniu laserowo wzbudzanej fluorescencji, układy z różnicową spektroskopią absorpcyjną DOAS oraz systemy typu CEAS.

EN

The paper presents optoelectronic systems for gas detection. Analyses of remote detection methods and "in situ" methods were carried out. In remote detection systems, lidar methods were distinguished and especially the devices operating in differential absorption lidar (DIAL) system. Also, passive methods were discussed in which the own radiation emitted by the given thermal object is received. A numerous group forms "in situ" methods that are used for detection of gases existing in air. To this group belong both non-spectroscopic and spectroscopic methods. Widely used methods, belonging to non-spectroscopic group, are chemical methods. Very popular are spectroscopic methods which can be divided into emission and absorption ones. The paper presents also optoelectronic systems of gas detection developed at the Institute of Optoelectronics of MUT. The most important of them are DIAL systems, passive methods, systems operating on the basis of laser induced fluorescence (LIF) systems, differential optical absorption spectroscopy (DOAS) systems, and cavity enhanced absorption spectroscopy (CEAS) systems.

Słowa kluczowe

PL

detekcja promieniowania optycznego; detekcja zdalna; metody detekcji; detekcja in situ

EN

detection of optical radiation; remote detection methods; in situ detection methods

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 48, nr 11
• Strony: 13--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il., rys. wykr.

Twórcy

autor

Bielecki Z.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

Bibliografia

• [1] Inaba H.: Detection of atoms and molecules by Raman scattering and resonance fluorescence. In Laser monitoring of the atmosphere. (Hinkley E. D., Ed.), Top. Appl. Phys., vol. 14, Chapter 5. Springer-Verlag, Berlin, 1976.
• [2] Bielecki Z., Rogalski A.: Detekcja sygnałów optycznych. WNT, Warszawa 2001.
• [3] Kopica M., Kopczyński K., Kwaśny M., Mierczyk Z.: Detekcja amoniaku, metanu i innych gazów przy użyciu wybranych laserów. II Konferencja Optoelektronika 2003. Materiały konferencyjne, ss. 168-171.
• [4] Cheng Y. S., Barr E. B., Fan B. J., Hargis P. J., Rader D. J., O'Hern T. J., Torczynski J. R., Tisone G. C., Preparnau B. L., Young S. A, Radloff R. J.: Detection of Bioaerosols Using Multiwavelength UV Fluorescence Spectroscopy. Aerosol Science and Technology 30, 1999, pp. 186-201.
• [5] Kwaśny M., Mierczyk Z.: Laser fluorescence spectrometers for medical diagnosis. Proc. SPIE, vol. 4238, 2000, pp. 69-79.
• [6] Christesen S. D. et al.: UV fluorescence lidar detection of bioaerosols. Proc. SPIE, vol. 2222, pp. 228-237, 1994.
• [7] Schmitt R. L. at al.: Ultraviolet Laser Induced Fluorescence (UV LIF) Standoff System Development and Testing. Randy Schmitt; Lasers, Optics, & Remote Sensing, Dept. 1128.
• [8] Beil A., Daum R., Johnson T.: Detection of chemical agents in the atmosphere by passive IR remote sensing. Proc. of SPIE, vol. 3856, pp. 44-56, 2000.
• [9] Warren F. J. M. et al.: Photoacoustic spectroscopy in trace gas monitoring, in Encyclopedia of analytical chemistry. R. A. Mayers Ed. pp. 2203-2226. John Wiley & Sons Ed. Chichester 2000.
• [10] Frish M. B. et al.: Stand off gas leak detectors based on tunable diode laser absorption spectroscopy. www.psicorp.com/publications/PDF/sr-1239.pdf
• [11] Kwaśny M., Mierczyk Z., Maziejuk M., Giętka A., Kopczyński K.: Optyczny analizator metanu i dwutlenku węgla z wykorzystaniem optopar. IV Konferencja Optoelektronika 2005. Komunikaty, ss. 71-73.
• [12] Herbelin J. M., i in.: Sensitive measurement of photon lifetime and true reflectances in an optical cavity by a phase-shift method. Appl. Optics 19, 1980, pp. 144-147.
• [13] Herbelin J. H., McKay J. A.: Development of laser mirrors of very high reflectivity using the cavity - attenuated phase - shift method. Appl. Optics 19, 1981, ss. 3341-3344.
• [14] O'Keefe, Deacon D. A. G.: Cavity ring-down optical spectrometer for absorption measurements using pulsed laser sources. Rev. Sci. Instrum. 59, 1988, pp. 2544-2551.
• [15] Engeln R., i in.: Cavity enhanced absorption and cavity enhanced magnetic rotation spectroscopy, Rev. Sci. Instrum. 69, 1998, pp. 3763-3769.
• [16] Bielecki Z., Czyżewski A., Nowakowski M., Stacewicz T., Wojtas J.: Optoelektroniczny czujnik gazu wykorzystujący metodę CEAS. Elektronika nr 11, ss. 65-67 (2006).
• [17] Bielecki Z., Nowakowski M., Wojtas J., Stacewicz T., Czyżewski A.: Optoelektroniczny czujnik gazu wykorzystujący metodę CEAS. V Krajowa Konferencja Elektroniki, Materiały Konferencyjne ss. 395-400, Darłówko Wschodnie, 12-14 czerwca 2006.