张佳薇，　邸晓彤，　范浩，　李明宝

(1.东北林业大学 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.东北林业大学 土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)



基于QEPAS检测氨气痕量气体的研究

张佳薇1，邸晓彤1，范浩1，李明宝2

(1.东北林业大学 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040；2.东北林业大学 土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

痕量氨气(NH3)检测在大气质量监测和人类疾病预防等方面具有重要意义，然而现有氨气检测方法难以满足当前需求。针对石英增强型光声光谱技术(quartz enhanced photoacoustic spectroscopy，QEPAS)具有灵敏度高、监测实时性好、环境噪声免疫性高等优点，该文在阐述检测原理的基础上，选用中心波长为1531.65 nm的分布反馈式激光器(distributed feedback laser，DFB)作为光源，室温下氨气标准气体作为被测对象，搭建了基于QEPAS的NH3气体检测系统。该系统确定了谐振管的尺寸和位置，优化了激光滤波准直光路，并结合波长调制与谐波检测技术，实现了氨气浓度的检测。检测结果表明，QEPAS系统的二次谐波信号与NH3浓度具有良好的线性关系。该系统的检测极限精确度为146 ppb，稳定响应时间约为40 s，4小时连续检测相对误差为2.34%。

氨气；石英音叉；QEPAS；痕量气体；DFB激光器；谐波检测

0　引　言

氨气(NH3)是大气环境中不可或缺的组成部分，在工业生产过程中常被用于加工制冷剂和肥料，同时氨气在中和酸性气体和维持生态平衡等方面都扮演着重要的角色。近年来，随着工业的高速发展，大气中NH3的含量明显增高，人体吸入NH3含量较高的空气，高浓度NH3会严重影响肝脏和肾脏，直接危及人类的身体健康。……