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

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.

3

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.

4

Zastosowanie laserów kaskadowych w układach do detekcji śladowych ilości gazów

Bielecki Z., Wojtas J., Stacewicz T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 11

44-46

PL

W pracy omówiono najczęściej stosowane układy spektroskopii absorpcyjnej przeznaczone do wykrywania śladowych ilości niebezpiecznych gazów, par materiałów wybuchowych i wybranych biomarkerów w wydychanym powietrzu. Szczególną uwagę poświęcono układom z komórkami wieloprzejściowymi, metodzie CRDS (ang. Cavity Ring Down Spectroscopy) i jej odmianom. Omówiono problemy związane z absorpcją promieniowania podczerwonego przez parę wodną, oraz konstrukcją tego typu czujników w celu uzyskania możliwie jak największej czułości. Przedstawiono celowość stosowania układów służących do filtracji, osuszania oraz dostarczenia tak przygotowanej próbki do modułów zatężania (tzw. prekoncentratorów), a następnie do czujników.

EN

The paper presents laser absorption spectroscopy systems, which are the most commonly used for detection of trace hazardous gases, explosives vapors and the biomarkers in exhaled air. Particular attention was paid to the systems of multi-pass cells and cavity enhanced spectroscopy (CRDS, CEAS). Disadvantage influence of water vapor and carbon dioxide was analyzed. These gases occur in breath with high concentration, which cause a limitation of the sensitivity. The attempt to minimization of this effect and experimental results are also described.

5

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.

6

Układ detekcji metanu z laserem kaskadowym oraz komórką wielokrotnych przejść

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

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2010

|

Z. 245

139-152

PL

W artykule przedstawiono budowę oraz zasadę działania optoelektronicznego układu przeznaczonego do detekcji śladowych ilości metanu (na poziomie ppm oraz sub-ppm). Podstawowymi elementami układu są komórka wielokrotnych przejść (komórka White’a) oraz laser kaskadowy QCL. W trakcie badań wykorzystano laser kaskadowy emitujący promieniowanie o długości fali 7,85 µm. Zastosowanie laserów kaskadowych umożliwia dopasowanie parametrów emitowanego promieniowania laserowego do widma absorpcji metanu. W artykule przedstawiono także podstawowe charakterystyki kalibracyjne układu, wpływ stężenia, temperatury oraz ciśnienia gazu na mierzone wartości transmisji promieniowania przez próbkę. Dzięki wysokiej czułości, selektywności oraz stabilności pracy układy detekcji metanu zbudowane na bazie laserów kaskadowych mogą znaleźć zastosowanie w ochronie środowiska, diagnostyce medycznej oraz systemach ostrzegania w kopalniach.

EN

The article presents construction and principle of operation of the optoelectronic system for methane detection at low gas concentrations (at level of ppm and sub-ppm). Designed instrument is based on quantum cascade laser QCL (wavelength 7,85 µm) and multipass cell (White cell configuration). Quantum cascade lasers enables adjust parameters of laser radiation to absorption spectrum of measured gas (methane). Main calibration characteristics of the instrument including: effects of concentration, temperature and pressure of methane on transmission of laser radiation trough the sample was presented. Instrument based on QC Lasers because of its high responsivity, selectivity and stability can find application in medicinal diagnosis, nature conservation and mining safety systems.

7

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.