マルチガス検知
共有
参照
Peng, Jie、他「広帯域放射源に基づくマルチガス非共鳴光音響分光センサー」マイクロ波および光技術レター、vol. 66、2024、doi:10.1002/mop.33989。
使用事例
この記事では、環境および産業モニタリングに特に役立つ非共鳴光音響分光法と呼ばれる技術を使用したマルチガス検出センサーの開発について説明します。このセンサーは、一酸化炭素 (CO)、二酸化炭素 (CO2)、メタン (CH4)、アセチレン (C2H2)、エチレン (C2H4)、エタン (C2H6) の 6 種類のガスの存在を高感度かつ選択的に識別して測定できます。
専門家ではない人にもわかりやすいように、簡略化した説明を以下に示します。
機械からの漏れや排出物により、さまざまなガスが存在する可能性のある部屋があると想像してください。これらのガスを正確に検出して測定することは、安全性と環境の監視にとって非常に重要です。この記事で説明されているセンサーは、部屋の空気を通して広範囲の光 (広帯域放射源) を照射します。この光がこれらのガスの分子に遭遇すると、分子は光の特定の波長を吸収し、この吸収プロセスによって微量の熱が発生します。
センサーは、膨張するガスによって生成される音波の形でこの熱を検出します (したがって、「光音響」と呼ばれます)。これらの音波を分析することで、センサーは存在するガスとその量を判断できます。このセンサーの優れた点は、さまざまなフィルターを使用して、さまざまなガスによって吸収される特定の光波に焦点を合わせることができるため、複数のガスを同時に非常に正確に識別して測定できることです。
この技術は、ガスに直接接触したり複雑な設定をしたりすることなく、空気の質を監視し、漏れを検出し、さらには電気機器の問題を診断するための迅速かつ効果的な方法を提供します。
バンドパスフィルタの選択
フィルターとそれに関連するガスは次のとおりです。
- 一酸化炭素 (CO) - 4600 nmを中心とし、帯域幅が150 nmのフィルター。
- 二酸化炭素 (CO2) - 4250 nmを中心とし、帯域幅が128 nmのフィルター。
- メタン (CH4) - 3320 nmを中心とし、帯域幅が180 nmのフィルター。
- アセチレン (C2H2) - 3030 nmを中心とし、帯域幅が100 nmのフィルター。
- エチレン (C2H4) - 10520 nmを中心とし、帯域幅が240 nmのフィルター。
- エタン (C2H6) - 3350 nmを中心とし、帯域幅が140 nmのフィルター。