Optoelektroniczne sensory gazów

• Autorzy: Bielecki Z. , Wojtas J. , Stacewicz T. , Mikołajczyk J. , Rutecka B. , Mędrzycki R. , Prokopiuk A.

Warianty tytułu

EN

Optoelectronic gas sensors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono prace dotyczące optoelektronicznych sensorów gazów oraz osiągnięcia własne w zakresie wykrywania tlenków azotu (NO_x). W sensorach do wykrywania NO_x zastosowano polskie lasery emitujące promieniowanie o długości fali 410 nm oraz nowoczesne kwantowe lasery kaskadowe na zakres podczerwieni. Opracowane sensory charakteryzują się czułością graniczną na poziomie ppb i mogą być zastosowane do monitoringu zanieczyszczeń atmosfery, wykrywania materiałów wybuchowych oraz w diagnostyce chorób.

EN

The paper presents an overview of a few optoelectronic technologies for gases detection. Two sensors of nitrogen oxides (NO_x) are also described. In the sensors the cavity enhanced absorption spectroscopy was applied. It is characterized by a very good sensitivity and selectivity of the detection process. The main aspect of its operation bases on absorption of the light by specific compounds. The identification of the matter is determined by spectral matching of the two spectra: optical radiation and absorption lines of species of interest. In contrast to the remote detection methods, the measurements are made at the place of sampling. Polish laser diodes and modern quantum cascade lasers were used there. Laser emission wavelengths were located in the visible (410 nm) and infrared range. The detection limit of ppb level was achieved. Due to that, they can be successfully applied to monitoring of atmospheric pollution, explosives detection and in diseases diagnosis. The preliminary studies using the developed sensors showed that it was possible to detect explosives such as TNT, PETN, RDX, HMX at the level of ng. Additionally, there is also discussed application of sensors to analysis of the exhaled air. This will be particularly useful for: the early detection of a disease, the monitoring of the therapy, the monitoring of the greenhouse exogenous (bacterial emissions or toxins), or the analysis of metabolic gases.

Słowa kluczowe

PL

sensory gazów; spektroskopia strat we wnęce optycznej; wykrywanie materiałów wybuchowych; analiza wydychanego powietrza

EN

gas sensors; cavity ring-down spectroscopy; explosives detection; breath analyses

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 59, nr 4
• Strony: 287--291
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Bielecki Z.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Wojtas J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Stacewicz T.

• Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki, ul. Hoża 69, 00-068 Warszawa

autor

Mikołajczyk J.

• Wojskowa Akademia techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Rutecka B.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Mędrzycki R.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Prokopiuk A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Bibliografia

• [1] Bielecki Z., Janucki J., Kawalec A., Mikołajczyk J., Pałka N., Pasternak M., Pustelny T., Stacewicz T., Wojtas J.: Sensor and systems for the detection of explosive devices - an overview, Metrol. & Meas. Syst. Vol. XIX, No. 1, pp. 3-28. (2012).
• [2] Optoelektroniczny sensor ditlenku azotu – analiza i wymagania konstrukcyjne. Praca zbiorowa pod red. Z. Bieleckiego i T. Stacewicza Warszawa, WAT, 2011.
• [3] Kosiel K., Bugajski M., i in.: 177 K operation of AlGaAs/GaAs quantum cascade laser at 9 µm, Photonics Letters of Poland, vol. 1 (1), 16-18, 2009.
• [4] Wojtas J., Bielecki Z., Stacewicz T., Mikolajczyk J., Nowakowski M.: Ultrasensitive laser spectroscopy for breath analysis, Invited Paper in Opto−Electron. Rev. 20, no. 1, pp. 77-90 (2012).
• [5] Wojtas J., Mędrzycki R., Rutecka B., Mikołajczyk J., Nowakowski M., Szabra D., Gutowska M., Stacewicz T., Bielecki Z.: NO & N2O detection employing cavity enhanced technique. Proc. of SPIE, Vol. 8374, 837414, pp. 1-8 (2012).
• [6] Wang C., Sahay P.: Breath analysis using laser spectroscopic techniques: breath biomarkers, special fingerprints, and detection limit. Sensors, 2009, 9, 8230-8262.