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安光所研發出一種基于近紅外光譜的緊湊型本征安全甲烷微探頭
2021年03月12日 08:41:58
來源：化工儀器網 點擊量：7764
在所有氣體測量手段中，激光吸收光譜技術是比較成熟的氣體測量方式，得到了廣泛認可，并在人體健康、環境保護、工業過程控制、能源安全等眾多領域得到了推廣和應用。
【化工儀器網 項目成果】眾所周知，在我們生活中有許多氣體是比較危險的，如氫氣具有可燃性，甲烷是一種十分容易閃燃甚至會爆炸的氣體，一氧化碳容易引起一氧化碳中毒，氯氣有劇毒，就連無毒、不支持燃燒且本身不會燃燒的二氧化碳，也會在濃度過高時引起人類和動物窒息。因此，在許多特定場合對某種氣體進行監測就十分有必要。
在所有氣體測量手段中，激光吸收光譜技術是比較成熟的氣體測量方式，得到了廣泛認可，并在人體健康、環境保護、工業過程控制、能源安全等眾多領域得到了推廣和應用。
市場上的主要產品多是抽取式、管道對射式、環境測量開放式等，并不適用于所有場合。如在工業廠區、管道泄漏、煤礦、綜合管廊等大區域范圍的測量中，抽取式、管道對射式、環境測量開放式氣體測量產品就不適用，而是需要布設非常多的測量點以便完成對整個區域的實時監控，以確保人身和經濟安全。
大范圍測量以及較為特殊的應用環境，對點式傳感頭的測量精度、環境適應性、安全性、體積等參數提出了更高的要求。
近日，中科院合肥研究院安光所張志榮研究員課題組在全量程寬溫本征安型氣體傳感微探頭研發方面取得新進展。
課題組成員利用近紅外激光吸收光譜技術與企業聯合設計微型集成氣室，結合傳感器獨特的封裝方式賦予其優秀的防水防塵特性。該傳感頭內置電路及核心處理模塊，具有無參考氣室，可直接輸出濃度信息，測量精度高，適用溫度范圍大(-40-70℃)且不失真以及成本較低的優勢。重要的是，該傳感頭滿足了某些特殊危險場合的本征安全的要求，非常適用于一些敏感的應用領域。
此外，該探頭功耗非常低，可電池或太陽能供電，非常適合于搭建燃氣管道泄露、安全樓宇消防、綜合管廊及存在待測氣體聚集或者泄露地的物聯網監控方案。
據了解，目前設計的是以甲烷測量為目標的點式傳感器，但今后課題組還會繼續攻關，以便建立更多型號的微小型傳感頭，實現對氨氣、硫化氫、氧氣和一氧化碳等多種氣體目標的快速原位測量。
該研究工作得到國家重點研發計劃，安徽省重大科技攻關，安徽省重點研發計劃等項目的資助，相關研究成果以《一種基于近紅外光譜的緊湊型本征安全全量程甲烷微探頭》為題發表于刊物Sensors and Actuators B: Chemical。
資料來源：中科院合肥研究院
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