石英增强光声光谱在氢气纯度分析中的应用  

Application of Quartz-Enhanced Photoacoustic Spectroscopy in Purity Analysis

作　　者：董磊[1] 武红鹏[1] 张翔[1] 马维光[1] 张雷[1] 尹王保[1] 贾锁堂[1] 

机构地区：[1]山西大学激光光谱实验室,量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西太原030006

出　　处：《大气与环境光学学报》2012年第6期421-426,共6页Journal of Atmospheric and Environmental Optics

基　　金：国家青年基金(61108030);国家自然科学基金(61275213);山西大学本科生科研训练计划项目;国家基金仪器专项(61127017);山西省环境项目(2011256);国家973计划项目(2012CB921600);国家基金重点项目(10934004);国家自然科学基金(61178009);国家自然科学基金(60978018)资助

摘　　要：设计了一种基于石英增强光声光谱技术的痕量气体传感器,用来检测非纯氢气中的痕量甲烷浓度。传感器被配置了一个微型谐振腔,能够在空间上对声波进行限制,用以增强信号幅值。在这种配置和27 kPa的最优气压下,获得的甲烷探测灵敏度为3.2 ppm(1 s平均时间),相应的归一化噪声等效吸收系数(1σ)为2.45×10^(-8)cm^(-1)W/Hz^(1/2)。A compact gas sensor based on quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy （QEPAS） was devel- oped for trace methane quantification in impure hydrogen. The sensor is equipped with a microresonator to confine the sound wave and enhance QEPAS signal. The normalized noise-equivalent absorption coefficients （1σ） of 2.45×10^-8cm^-1W/Hz^1/2 for CH4 detection at 27 kPa were demonstrated with the QEPAS sensor configuration, which corresponds to the detection sensitivity of 3.2 ppm （1 s averaging time）.

关 键 词：石英增强光声光谱 气体传感器 氢气纯度分析 音叉式石英晶振 

分 类 号：TQ116.2[化学工程—无机化工] O657.3[理学—分析化学]