缓冲气体对光声光谱法气体检测的影响
2020-01-16蔡家裕王新兵左都罗
激光技术 2020年1期
蔡家裕,郭 红,王新兵,左都罗
(华中科技大学 武汉光电国家研究中心,武汉 430074)
引 言
NH3广泛存在于大气中,其作为一种碱性痕量气体,与大气酸性成分中和后,会对大气能见度和区域空气质量产生影响,间接导致土壤、水体酸化和自然生态系统富营养化等环境问题[1],对人类正常生活产生了一定的影响。NH3还是人体呼出气中占比较高的一种痕量气体,通过检测呼出气中的氨气含量可诊断人体肾脏功能,继而使病变能较早被检测并预防[2]。因此,对NH3浓度的检测在大气环境检测以及医疗诊断等领域都具有十分重要的意义,也越来越受到人们重视。
目前NH3气体检测的方法众多,其中光声光谱技术凭借其灵敏度高、稳定性好、响应速度快以及便于现场检测等优点被广泛应用[3-7]。但在现场进行气体检测时,光声光谱检测效果易受气体压强及缓冲气体等因素的干扰,那么深入分析两者对光声光谱气体检测的影响很有必要。对于气压对光声检测的影响,重庆大学、中国科学院电工研究所、燕山大学、哈尔滨理工大学、中国科技大学等研究单位都在传统的光声光谱系统中做了相关研究[8-14],此外,PATIMISCO,TITTLE等人在石英增强型光声光谱系统中也进行了该实验,都得出了在一定压强范围内,光声信号随气体压强升高而增大的结果[15-16],但这些研究中均是通过不断向光声池内充入待测气体来改变池内气压,从而获得光声信号随气压的变化关系,充入待测气体这一过程改变了池内待测气体的分子数,没有保证气压作为单一变量,由此而得出的光声信号增大的结果并不全是气压升高所造成的。……
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