吸收光譜技術(shù)主要包括可調諧半導體激光吸收光譜(TDLAS)技術(shù)、光腔增強吸收光譜(CEAS)技術(shù)以及光腔衰蕩光譜(CRDS)技術(shù)等。CRDS與其它技術(shù)的區別在于其基于時(shí)間測量來(lái)研究氣體的吸收光譜,而不是傳統的基于強度的吸收方法。
光腔衰蕩光譜技術(shù)(CRDS),是近幾年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種高靈敏度的吸收光譜檢測技術(shù),它通過(guò)測量樣品的絕對光學(xué)消光,包括光的散射和吸收。
幾乎所有小分子氣體(如CO2、H2O、H2S、NH3)都具有獨特的近紅外吸收光譜。在低于大氣壓的壓力下,這些氣體顯示為一系列窄而清晰的尖銳波譜曲線(xiàn),每條曲線(xiàn)都具有特定的波長(cháng)。由于這些曲線(xiàn)之間間隔均勻且波長(cháng)已知,因此可以通過(guò)測量該波長(cháng)吸收度,即特定吸收峰的高度來(lái)確定任何物質(zhì)的濃度。
但是,在傳統的紅外光譜儀中,因痕量氣體產(chǎn)生的吸收量太少而無(wú)法測量,通常靈敏度只能達到ppm級別。CRDS-光腔衰蕩光譜-通過(guò)使用長(cháng)達數公里的有效吸收光程來(lái)突破這種靈敏度限制。CRDS能在幾秒鐘或更短的時(shí)間內對氣體進(jìn)行監測,靈敏度可以達到ppb級別,甚至有些氣體可以達到ppt級別。
然而,在傳統的紅外光譜儀中,由于痕量氣體吸收量極小,無(wú)法進(jìn)行準確測量,其靈敏度通常僅達到ppm級別。光腔衰蕩光譜(CRDS)技術(shù)通過(guò)采用長(cháng)達數公里的有效光程突破了這種靈敏度限制。CRDS能夠在幾秒鐘甚至更短的時(shí)間內監測氣體,其靈敏度可以達到ppb級別,甚至某些氣體可以達到ppt級別。
CRDS是在激光探測技術(shù)取得長(cháng)足發(fā)展的基礎上提出的吸收光譜技術(shù)。與傳統的痕量氣體光學(xué)測量技術(shù)相比,CRDS能夠實(shí)現對氣體分子光譜細微指紋結構的精確測量,其等效測量光程從傳統光學(xué)方法的數米、數十米大幅提高至數十千米,從而顯著(zhù)提升了對目標氣體的檢測能力,對于目前的“雙碳戰略”的部署具有重要的意義。
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