Кантилеверная усиленная фотоакустическая спектроскопия
Кантилеверная фотоакустическая спектроскопия позволяет обнаруживать небольшое количество газовых примесей , что жизненно важно во многих случаях. Фотоакустическая спектроскопия является одной из наиболее чувствительных схем оптического обнаружения. Он основан на обнаружении специфичной для газа акустической волны , возникающей в результате поглощения света в среде. Чувствительность традиционных мембранных микрофонов ограничена электрическим шумом и нелинейностью перемещения механического датчика при высоких уровнях оптической мощности. Обычные мембранные микрофоны можно заменить оптически измеряемыми микромеханическими кантилеверами для повышения чувствительности.
Характеристики
[ редактировать ]Новый кантилеверный подход MEMS обнаруживает изменения давления в фотоакустической ячейке. [ 1 ] Высокая чувствительность достигается за счет использования кантилеверного датчика давления, который более чем в сто раз чувствительнее мембранного, традиционно используемого в фотоакустической спектроскопии. Лазерный считывающий интерферометр способен точно измерять смещение на расстоянии от глубины пикометра до миллиметров . [ 2 ]
Технология
[ редактировать ]Чрезвычайно тонкая консольная часть движется как гибкая дверь из-за изменений давления в окружающем газе. Смещение кантилевера измеряется с помощью точной интерферометрической системы считывания. Таким образом можно избежать «эффекта дыхания». Так называемый эффект дыхания возникает при емкостном принципе измерения, когда другой электрод демпфирует движение датчика и ограничивает динамический диапазон.
Консольный датчик
[ редактировать ]Консольный датчик изготовлен из монокристалла КНИ-кремния с использованием специально разработанного процесса сухого травления , что позволяет получить очень стабильный и прочный компонент; поэтому датчик практически полностью невосприимчив к изменениям температуры и влажности. Кроме того, датчик не страдает от износа. Датчик и показания могут быть изолированы по температуре, что позволяет нагревать газовую ячейку, что позволяет использовать приложения, требующие анализа газа при повышенных температурах, такие как мониторинг химических выбросов и управление технологическими процессами. [ 2 ]
Приложения
[ редактировать ]Усовершенствованная кантилеверная фотоакустическая измерительная технология может использоваться, например, при обнаружении и анализе газов, жидкостей и твердых материалов в научных исследованиях, промышленности, охране окружающей среды, безопасности и защите. [ 3 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кауппинен, Юрки; Вилкен, Клаус; Кауппинен, Исмо; Коскинен, Веса (2004). «Высокая чувствительность в газовом анализе с фотоакустическим обнаружением». Микрохимический журнал . 76 (1–2): 151–159. дои : 10.1016/j.microc.2003.11.007 .
- ^ Jump up to: а б «Оптический микрофон для фотоакустического обнаружения газов» . Гасера . Проверено 22 июня 2016 г.
- ^ «Фотоакустическая спектроскопия — Газера» . Гасера . Проверено 22 июня 2016 г.