Консольная оптическая фотоакустическая спектроскопия позволяет обнаруживать небольшое количество газовых примесей, что жизненно важно во многих приложениях. Фотоакустическая спектроскопия - одна из самых чувствительных схем оптического обнаружения. Он основан на обнаружении газовой акустической волны, генерируемой в результате поглощения света в среде. Чувствительность традиционных мембранных микрофонов ограничена электрическим шумом и нелинейностью смещения механического датчика при высоких уровнях оптической мощности. Обычные мембранные микрофоны можно заменить микромеханическими кантилеверами с оптическими измерениями для повышения чувствительности.
Характеристики [ править ]
Новый подход кантилевера MEMS обнаруживает изменения давления в фотоакустической ячейке. [1] Высокая чувствительность достигается за счет использования консольного датчика давления, который в сотни раз более чувствителен по сравнению с мембраной, которая обычно используется в фотоакустической спектроскопии. Интерферометр с лазерным считыванием может точно измерять смещение от скважины под пикометром до миллиметров . [2]
Технология [ править ]
Чрезвычайно тонкая консольная часть движется как гибкая дверь из-за колебаний давления окружающего газа. 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.
Кантилеверный датчик [ править ]
Кантилеверный датчик изготовлен из монокристаллического SOI-кремния с использованием специально разработанного процесса сухого травления, который приводит к очень стабильному и надежному компоненту; поэтому датчик практически полностью невосприимчив к колебаниям температуры и влажности. К тому же датчик не страдает от износа. Датчик и считывающее устройство могут быть изолированы по температуре, что позволяет использовать обогреваемую газовую ячейку, что позволяет использовать приложения, требующие анализа газа при повышенных температурах, например, мониторинг химических выбросов и управление технологическим процессом. [2]
Приложения [ править ]
Кантилеверная усовершенствованная фотоакустическая измерительная технология может использоваться, например, для обнаружения и анализа газов, жидкостей и твердых материалов в приложениях для исследований, промышленности, охраны окружающей среды, безопасности и защиты. [3]
Ссылки [ править ]
- ^ Кауппинен, Юрки; Вилкен, Клаус; Кауппинен, Исмо; Коскинен, Веса (2004). «Высокая чувствительность в газовом анализе с фотоакустическим детектированием». Микрохимический журнал . 76 (1–2): 151–159. DOI : 10.1016 / j.microc.2003.11.007 .
- ^ a b «Оптический микрофон для фотоакустического обнаружения газа» . Газера . Проверено 22 июня 2016 .
- ^ "Фотоакустическая спектроскопия - Газера" . Газера . Проверено 22 июня 2016 .
