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安光所在紧凑型气体传感微探头研发方面取得新成果

来源:安徽光机所2021-04-08 我要评论(0 )   

近日,安光所张志荣研究员课题组在全量程宽温本安型气体传感微探头研发方面取得新进展,相关研究成果以《一种基于近红外光谱的紧凑型本征安全全量程甲烷微探头》为题发...

近日,安光所张志荣研究员课题组在全量程宽温本安型气体传感微探头研发方面取得新进展,相关研究成果以《一种基于近红外光谱的紧凑型本征安全全量程甲烷微探头》为题发表在国际刊物Sensors and Actuators B: Chemical(2021, 334: 129680)上(SCI一区,IF=7.1)。

激光吸收光谱技术作为比较成熟的气体测量方式得到了广泛认可,已经在环境保护、工业过程控制、人体健康、能源安全等众多场合得到推广和应用。市场上的主要产品多以抽取式、管道对射式、环境测量开放式等形式出现。而在大区域范围的测量中(如:煤矿、工业厂区、管道泄漏、综合管廊等)则需要布设非常多的测量点以便完成对整个区域的实时监控,以确保人身和经济安全。因此,点式传感头的测量精度、环境适应性、安全性、体积等参数就显得非常重要。

团队成员张乐文博士生、庞涛副研、孙鹏帅博士利用近红外激光吸收光谱技术与企业联合设计微型集成气室,结合传感器独特的封装方式赋予其优秀的防水防尘特性。该传感头相比具有较好的参数优势,如:无参考气室,内置电路及核心处理模块,可直接输出浓度信息,测量精度高,适用温度范围大且不失真(-40-70℃),成本较低,并且也完全满足了某些特殊危险场合的本征安全的要求,非常适用于一些敏感的应用领域。同时,该探头功耗非常低可电池或太阳能供电,非常适合于搭建燃气管道泄露、安全楼宇消防、综合管廊及存在待测气体聚集或者泄露地的物联网监控方案。虽然目前设计是以CH4测量为目标的点式传感器,后期课题组将继续攻关以便建立更多型号的微小型传感头实现对诸如NH3、H2S、O2、和CO等多种气体目标的快速原位测量。

该研究工作得到国家重点研发计划(2017YFC0805004),安徽省重大科技攻关(18030901054),安徽省重点研发计划(18030901054)等项目的资助。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.snb.2021.129680


传感探头结构示意图


电路结构示意图


部分测量结果


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光谱气体检测

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