Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Laserowa spektroskopia absorpcyjna z wykorzystaniem kwantowych laserów kaskadowych do detekcji amoniaku w zakresie długofalowej podczerwieni

Wojtas Jacek, Bielecki Zbigniew, Szabra Dariusz, Mikołajczyk Janusz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 10

144--147

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań polskich kwantowych laserów kaskadowych w układach laserowej spektroskopii absorpcyjnej do wykrywania amoniaku. Parametry laserów zdeterminowały zastosowanie dwóch konfiguracji układów eksperymentalnych: z wnęką optyczną oraz z przestrajaniem wewnątrz-impulsowym. Uzyskane rezultaty potwierdziły, że emitowane przez nie promieniowanie o długości fali ok. 9,12 µm umożliwia wykrywanie amoniaku i uzyskanie granicy wykrywalności 50 ppb.

EN

The article presents the results of research on the use of Polish quantum cascade lasers for the detection of ammonia by laser absorption spectroscopy. The parameters of these lasers determined the use of two configurations of experimental systems: with an optical cavity and with intra-pulse tuning. The obtained results confirmed that the radiation emitted by them, at a wavelength of approx. 9.12 µm, enables the detection of ammonia and a detection limit of 50 ppb.

2

System of Optoelectronic Sensors for Breath Analysis

Mikołajczyk J., Wojtas J., Bielecki Z., Stacewicz T., Szabra D., Magryta P., Prokopiuk A., Tkacz A., Panek M.

Metrology and Measurement Systems

|

2016

|

Vol. 23, nr 3

481--489

EN

The paper describes an integrated laser absorption system as a potential tool for breath analysis for clinical diagnostics, online therapy monitoring and metabolic disorder control. The sensors operate basing on cavity enhanced spectroscopy and multi-pass spectroscopy supported by wavelength modulation spectroscopy. The aspects concerning selection of operational spectral range and minimization of interference are also discussed. Tests results of the constructed devices collected with reference samples of biomarkers are also presented. The obtained data provide an opportunity to analyse applicability of optoelectronic sensors in medical screening.

3

Detection of Gaseous Compounds with Different Techniques

Mikołajczyk J., Bielecki Z., Stacewicz T., Smulko J., Wojtas J., Szabra D., Lentka Ł., Prokopiuk A., Magryta P.

Metrology and Measurement Systems

|

2016

|

Vol. 23, nr 2

205--224

EN

Sensing technology has been developed for detection of gases in some environmental, industrial, medical, and scientific applications. The main tasks of these works is to enhance performance of gas sensors taking into account their different applicability and scenarios of operation. This paper presents the descriptions, comparison and recent progress in some existing gas sensing technologies. Detailed introduction to optical sensing methods is presented. In a general way, other kinds of various sensors, such as catalytic, thermal conductivity, electrochemical, semiconductor and surface acoustic wave ones, are also presented. Furthermore, this paper focuses on performance of the optical method in detecting biomarkers in the exhaled air. There are discussed some examination results of the constructed devices. The devices operated on the basis of enhanced cavity and wavelength modulation spectroscopies. The experimental data used for analyzing applicability of these different sensing technologies in medical screening. Several suggestions related to future development are also discussed.

4

Wybrane aspekty wykrywania chorób w układach analizy wydychanego powietrza

Mikołajczyk J., Wojtas J., Kustosz M., Magryta P., Stacewicz T., Bielecki Z.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 8

7-9

PL

W artykule przedstawiono przykłady urządzeń do analizy wydychanego przez człowieka powietrza. Przeznaczone są one głównie do diagnostyki medycznej. W pracy przeanalizowano podstawowe właściwości komercyjnie dostępnych urządzeń zarówno przenośnych (np. elektrochemicznych, chemiluminescencyjnych), jak również bardziej złożonych np. chromatografów gazowych. Przedstawiono koncepcję systemu składającego się z czujników optoelektronicznych wykorzystujących spektroskopię strat we wnęce optycznej oraz spektroskopię z modulacją długości fali promieniowania z komórkami wieloprzejściowymi. W części eksperymentalnej przedyskutowano wstępne badania tych urządzeń w aspekcie zastosowań medycznych.

EN

The article presents some techniques for the human breath analysis in medical diagnostics. The properties of commercially available devices, both mobile (eg. electrochemical or chemiluminescent sensors), as well as more complex (gas chromatograph) are analyzed. The concept of the system consisting of two sensors based on cavity enhanced absorption spectroscopy and multipass wavelength modulation spectroscopy is described. Preliminary results of these sensors investigation in terms of medical applications are discussed in the experimental section.

5

Optoelektroniczny system do wykrywania markerów chorobowych w wydychanym powietrzu

Bielecki Z., Stacewicz T., Wojtas J., Mikołajczyk J., Szabra D., Prokopiuk A., Nowakowski M., Mędrzycki R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 8

10-12

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac dotyczących możliwości wykrywania markerów chorobowych w oddechu człowieka. Praca realizowana jest w ramach projektu pk. Sensormed finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Docelowo, prowadzone badania umożliwią opracowanie zintegrowanego systemu pomiarowego składającego się m.in. z układu kondycjonowania próbek powietrza, trzech modeli wysokoczułych optoelektronicznych sensorów oraz układu przetwarzania sygnału. Do wykrywania metanu i amoniaku zastosowano układ spektroskopii laserowej z modulacją długości fali i z wykorzystaniem komórek wieloprzejściowych, natomiast do detekcji tlenku azotu układ spektroskopii strat we wnęce optycznej.

EN

The paper presents the work on disease biomarkers detection in human breath. This work is performed in the frame of the project Sensormed funded by the National Center of Research and Development (2012-2015). It describes special measurement device consisting of a sample probing unit, three optoelectronic sensors and signal processing unit which has been developed. For the detection of methane and ammonia, wavelength modulation spectroscopy and multipass cells were applied, while concentration measurement of nitric oxide was performed basing on cavity enhanced spectroscopy setup.

6

Zaawansowane metody detekcji w wybranych technikach laserowej spektroskopii absorpcyjnej

Mikołajczyk J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 9

77-79

PL

W artykule przedstawiono opis wybranych metod detekcji i przetwarzania sygnałów stosowanych w układach laserowej spektroskopii absorpcyjnej. Przeprowadzono analizę czynników mających istotny wpływ na limit detekcji. Opisano główne źródła szumów oraz techniki umożliwiające minimalizację ich wpływu. Szczególną uwagę zwrócono na układy spektroskopii absorpcyjnej z modulacją promieniowania oraz z wykorzystaniem wnęk optycznych. Przedstawiono także wyniki badań układu spektroskopii strat we wnęce optycznej z wykorzystaniem techniki uśredniania liniowego.

EN

The article presents a description of selected detection methods and signal processing systems used in laser absorption spectroscopy. An analysis of the factors that have a significant impact on the detection limit is performed. There are also described the main noise sources and some techniques to minimize their impact. Particular attention is paid to the absorption spectroscopy using laser beam modulation or optical cavities. In conclusion, the investigation results of cavity enhanced absorption spectroscopy setup with data linear averaging is presented.

7

Sterowanie kwantowymi laserami kaskadowymi w aspekcie zastosowań spektroskopowych

Szabra D., Nowakowski M., Mikołajczak J., Wojtas J., Bielecki Z.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 9

173-177

PL

Przedstawiono możliwości zastosowania laserowej spektroskopii absorpcyjnej w diagnostyce medycznej. Omówiono różne techniki wykrywania markerów chorobowych w wydychanym przez człowieka powietrzu. W zasadniczej części pracy przedstawiono techniki przestrajania widma promieniowania laserowego oraz zaproponowano układy sterowania pracą kwantowych laserów kaskadowych dedykowanych do omawianych aplikacji.

EN

The paper presents the possibility of using laser absorption spectroscopy in medical diagnostics. Some detection techniques of disease markers existed in exhaled air are described. There is also discussed performance of quantum cascade lasers (QCL’s) in view of their applications in infrared spectroscopy. In the main part the work, some methods of QCL’s spectral tuning are analyzed. In summary, preliminary test results of the special QCL driving system for the wavelength tuning are discussed.

8

Analiza możliwości wykrywania biomarkerów w wydychanym powietrzu

Bielecki Z., Stacewicz T., Wojtas J., Mikołajczyk J., Nowakowski M., Szabra D., Garlińska M., Mędrzycki R., Prokopiuk A., Rutecka B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 7

7-10

PL

W artykule przedstawiono analizę i stan prac dotyczących możliwości wykrywania biomarkerów w wydychanym powietrzu. Podano biomarkery wybranych schorzeń, typowe stężenia tych markerów u ludzi zdrowych, oraz metody ich wykrywania. Przedstawiono system pomiarowy składający się z układu pobierania próbek, trzech torów wykrywania biomarkerów, oraz układu przetwarzania sygnału. Opracowano model laboratoryjny sensora do wykrywania tlenku azotu. Zastosowano w nim metodę zw. spektroskopią strat we wnęce optycznej i uzyskano czułość graniczną na poziomie 70 ppb.

EN

The paper presents a research concerning disease biomarkers detection in human breath. The change of concentration of certain molecules in the exhaled air can be used for monitoring of specific diseases. Selected biomarkers and related detection methods are described. Optoelectronic system for detection of nitric oxide as biomarker of respiratory inflammation or asthma is presented. A system consists of sampling module, three biomarker detection modules and signal-processing module. Preliminary tests showed that sensor provides opportunity to detect 70 ppb of nitric oxide. Such systems enable detection of pathogenic changes at the molecular level. Due to non-invasive operation, easy maintenance, the ability for immediate reusing, the measurement in real time and minimal nuisance of the patients, the system might be very useful tool for the health monitoring.

9

System detekcji śladowych ilości gazów w zakresie podczerwieni

Miczuga M., Kopczyński K., Kwaśny M., Kubicki J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 10

35-37

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.

10

Zastosowanie laserów kaskadowych (QCL) do detekcji śladowych ilości gazów

Miczuga M., Głogowski P., Kubacki J., Kwaśny M., Kopczyński K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 10

46-50

PL

W pracy przedstawiono przykład zastosowania laserów kaskadowych do detekcji śladowych ilości gazów. Dzięki zastosowaniu laserów kaskadowych możliwe jest dopasowanie długości fali emitowanego promieniowania laserowego do widma absorpcji badanych gazów. System detekcji gazów zbudowano w oparciu o lasery kaskadowe generujące wiązkę promieniowania IR o długości fali 5,25 oraz 7,85 µm, komorę wielokrotnych przejść typu White'a i układ detekcji promieniowania laserowego zbudowany w oparciu o szybką, fotodiodę firmy Vigo System. W systemie detekcji gazów wykorzystywano metodę bezpośredniej spektroskopii absorpcyjnej i przestrajaniem wewnątrzimpulsowym, w której długość fali promieniowania IR emitowanego przez laser kaskadowy ulega zmianie w czasie trwania impulsu lasera. W metodzie tej laser generuje długie impulsy promieniowania (rzędu 500 ns - kilku µs), a widmo absorpcyjne uzyskiwane jest w czasie jednego impulsu lasera. Działanie systemu pokazano na przykładzie wyników badań roztworu tlenku azotu (II) oraz metanu.

EN

The article presents application of on quantum cascade lasers QCL for trace gas detection. Quantum cascade lasers enables adjust radiation wavelength to absorption spectrum of measured gas. Designed gas detection system is based on quantum cascade laser QCL (wavelength 5,25 µm and 7,85 µm), multipass cell (White cell configuration) and detection system based on fast photovoltaic (Vigo Systems). Intrapulse absorption spectroscopy for gas detection was used in the measurements. When a long excitation pulse is applied to a QC laser, the laser frequency tunes almost linearly to lower wave number (lower frequency) as a function of time so all absorption spectral elements are recorded during a single laser pulse. In the present paper, the method was introduced, and identification of NO and methane spectral fingerprint using this spectroscopy was demonstrated experimentally.

11

Zastosowanie optycznego pomiaru stężenia tlenku węgla do szacowania szybkości korozji niskotlenowej

Wójcik W., Komada P., Cięszczyk S., Firago V., Golec T.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2005

|

R. 51, nr 9 bis

311--313

PL

Korozja nieskotlenowa (wysokotemperaturowa) jest jednym z niedostatków pierwotnych metod redukcji NOM w kotłach energetycznych. Szacowanie jej szybkości może odbywać się poprzez analizę składu mieszaniny gazów warstwy przyściennej. Obserwowana jest silna korelacja zmian szybkości korozji i zmian zawartości tlenku węgla w strefie przyściennej. Przedstawiono metodę pomiaru stężenia CO, która może być wykorzystana do pomiarów zawartości tego gazu wewnątrz komory spalania. Zaprezentowano również wyniki badań laboratoryjnych przeprowadzonych w oparciu o opisywaną metodę.

EN

Low-oxygen (high-temperature) corrosion is one of the negative side effects applying primary NOx reduction methods in power boilers. Corrosion speed can be estimated through chemical analysis of near-wall gas layer. There is a strong correlation between changes of corrosion speed and carbon monoxide content in the near-wall layer. A method of CO content measurement is presented that can be utilised inside a combustion chamber of a power boiler. To evaluate this method, we discuss results of laboratory tests.