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邵晓鹏,张乐,刘丽娴,尹旭坤,章学仕,苏永亮.基于光声光谱技术的多组分气体探测研究进展[J].数据采集与处理,2021,36(5):850-871
基于光声光谱技术的多组分气体探测研究进展
Review of Multicomponent Gas Sensors Based on Photoacoustic Spectroscopy Technology
投稿时间:2021-06-30  修订日期:2021-09-03
DOI:10.16337/j.1004-9037.2021.05.002
中文关键词:  光声光谱  痕量气体检测  多组分探测  半导体激光  波长调制
英文关键词:photoacoustic spectroscopy  trace gas detection  multicomponent detection  semiconductor laser  wavelength modulation
基金项目:
作者单位邮编
邵晓鹏 西安电子科技大学物理与光电工程学院西安 710071
西安电子科技大学西安市计算成像重点实验室西安 710071 
710071
张乐 西安电子科技大学物理与光电工程学院西安 710071
西安电子科技大学西安市计算成像重点实验室西安 710071 
710071
刘丽娴 西安电子科技大学物理与光电工程学院西安 710071
西安电子科技大学西安市计算成像重点实验室西安 710071 
710071
尹旭坤 西安电子科技大学物理与光电工程学院西安 710071
西安电子科技大学西安市计算成像重点实验室西安 710071 
710071
章学仕 西安电子科技大学物理与光电工程学院西安 710071
西安电子科技大学西安市计算成像重点实验室西安 710071 
710071
苏永亮 西安电子科技大学物理与光电工程学院西安 710071
西安电子科技大学西安市计算成像重点实验室西安 710071 
710071
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中文摘要:
      多组分痕量气体检测在工业、军事、农业和医疗等领域均有着重要的研究和应用价值。高性能光声光谱技术因其灵敏度高、响应快、选择性高及非接触式实时连续测量等优点受到人们的青睐。本文首先对多组分气体监测需求和光声光谱技术的主要优势和基本原理进行阐述;然后从光源分类的角度出发,介绍了现有多组分气体测量技术的最新研究进展,概括光声光谱中常用的探测方式,包括多路复用技术和干涉型傅里叶变换红外光谱等,并对其具体的适用范围和优缺点进行了对比分析。同时,针对实际应用环境中气体传感系统主要存在的光谱干扰和吸附效应的问题,介绍了相应的解决方法。最后,对光声光谱多组分探测方法的未来发展方向进行了总结和展望。
英文摘要:
      Multi-component trace gas detection has important research and application value in industrial, military, agricultural, medical and other fields. Photoacoustic spectroscopy technology is favored by researchers since its high sensitivity, fast response, high selectivity, non-contact real-time continuous measurement and other advantages. Firstly, the basic principle of acoustic spectroscopy and the demand for multicomponent gas monitoring are expounded in this manuscript. Then, in the perspective of light source classification, the existing multicomponent gas measurement technology of the latest research progress is introduced. The commonly used photoacoustic spectroscopy is also reported including multiplexing technology and Fourier transform infrared spectrum interferometric, etc. The application scope, advantages and disadvantages are compared and analyzed. At the same time, the spectral interference, adsorption-desorption effect and the corresponding solutions of the gas sensing system are introduced in view of the practical application environment. Finally, the future development of multicomponent photoacoustic spectroscopic detection methods is summarized and prospected.
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