System detekcji śladowych ilości gazów w zakresie podczerwieni

• Autorzy: Miczuga M. , Kopczyński K. , Kwaśny M. , Kubicki J.

Warianty tytułu

EN

Infrared detection system of residual concentration of gas molecules

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki. 10 ; 05-09.06.2011 ; Darłówko Wschodnie, Polska
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Postępy, jakie dokonały się w ostatnich latach w technologii laserów kaskadowych oraz spektroskopowych metodach detekcji umożliwiają wykrywanie śladowych ilości gazów na poziomie ppb (część na miliard). Systemy detekcji gazów zbudowane w oparciu o lasery kaskadowe znajdują coraz szersze zastosowanie w monitoringu środowiska naturalnego, ochronie zdrowia i diagnostyce medycznej, układach wykrywania niebezpiecznych substancji chemicznych oraz w systemach bezpieczeństwa. W pracy przedstawiono modułowy system detekcji śladowych ilości gazów zbudowany w oparciu o lasery kaskadowe. Głównymi elementami systemu są: laser kaskadowy wykonany w Instytucie Technologii Elektronowej (ITE), komórka przejść wielokrotnych AMAC-36 oraz detektor firmy VIGO System. Działanie systemu przedstawiono na przykładzie detekcji amoniaku. Określono minimalne możliwe do wykrycia stężenie gazu oraz zbadano wpływ dnienia i temperatury na wyniki pomiarów.

EN

The great progress in cascade laser technology and spectroscopic detection systems that has been made recently enables the residual concentrations of gas molecules at the ppb (part per billion) level to be detected. The measuring systems detecting gas molecules, built using cascade lasers, are now widely used in natural environment monitoring and health service, as well as in medical diagnostics, systems detecting hazardous chemicals and safety control apparatus. In this work, we present a modular system with a cascade laser, which is capable to detect trace concentrations of gas molecules. The main system units are: a cascade laser manufactured at the Institute of Electron Technology (IET), multipath cell AMAC-36 and a photodetector made by the VIGO System Company. The operation of the measuring system is exemplified by its application to the detection ammonia residual molecules. The limit of the gas concentration possible to be detected has been determined and the effect of the pressure and temperature on the measurement results has been studied.

Słowa kluczowe

PL

lasery kaskadowe; laserowa spektroskopia absorpcyjna; detekcja gazów; podczerwień

EN

quantum cascade laser; laser absorption spectroscopy; gas detection; infrared

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 10
• Strony: 35--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., wykr.

Twórcy

autor

Miczuga M.

autor

Kopczyński K.

autor

Kwaśny M.

autor

Kubicki J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa

Bibliografia

• [1] Duxbury G., N. Langford: Quantum Cascade Lasers bring sensitivity and speed to infrared gas sensing. Spectroscopy Europe, Vol. 18, No. 5, pp. 18-23, 2006.
• [2] Kosterev A., 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.
• [3] Peach L. A.: Erwironmental Monitoring Laser Focus World. Vol. 45, Issue 2009.
• [4] Miczuga M., K. Kopczyński, M. Kwaśny, J. Kubicki: System detek­cji gazów z wykorzystaniem komory wielokrotnych przejść i laserów kaskadowych. 9 Sympozjum Techniki Laserowej, Świnoujście, 21-25 września 2009 r., CD ROM.
• [5] Miczuga M., M. Kwaśny: System detekcji gazów wykorzystujący la­sery kaskadowe. Elektronika - konstrukcje, technologie, zastosow­ania, Nr 5/2009.
• [6] Kopczyński K., M. Miczuga, P. Głogowski, M. Kwaśny, J. Kubicki: Układ detekcji metanu na bazie lasera kaskadowego oraz komórki wielokrotnych przejść. Prace Instytutu Elektrotechniki, nr 245, str. 139-152,2010.
• [7] M. Miczuga, P. Głogowski, J. Kubicki, M. Kwaśny, K. Kopczyński, „Zastosowanie laserów kaskadowych (QCL) do detekcji śladowych ilości gazów, Elektronika - konstrukcje, technologie, zastosowania, nr 10/2010, 2010.
• [8] Kaczmarek M.: Wstęp do fizyki laserów. PWN, Warszawa 1978.
• [9] Shimoda K.: Wstęp do fizyki laserów. PWN, Warszawa 1993.
• [10] Patel B. S.: Collision broadening of high pressure CO and CO2 laser transitions. Phys. Lett. 2, 13, 1973.