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国外科学家利用激光传感器检测极低浓度苯

发布时间:2020-12-23 06:58 作者:亚博网页版

  来自KAUST的研究人员发明的以激光为基础的探测器可以探测苯的浓度是传统的苯探测浓度的三个数量级还要低。而且便携,可以安装在无人机或者手持。

  关键词:激光传感器[2篇]

  来自KAUST的研究人员发明的以激光为基础的探测器可以探测苯的浓度是传统的苯探测浓度的三个数量级还要低。而且便携,可以安装在无人机或者手持。

  来自KAUST的研究人员发明的探测器可以探测苯的浓度是传统的苯探测浓度的三个数量级还要低

  来自 KAUST研制的一个基于激光的传感探测器可以提高检测苯发射的灵敏度和限制其对大气的危害。同Saudi Aramco进行开展联合研究,KAUST的研究人员发展了一个装置可以实时的精确的探测极端低浓度的苯含量。

  苯会导致各种非常严重的健康疾病,包括癌症和同血液相关的疾病,如再生障碍性贫血。这一严重的有害的挥发性化合物 ,是从自然界中和人类的活动中产生的,主要存在工业装置中,从原油到石油化工的工艺设施到服务站,均使得工人的健康处于危险之中。它同时存在交通工具的尾气当中,生物质供热燃料和一些消费产品中,均会导致危险的暴露。

  比较典型的设计的控制苯排放的办法主要依靠气相色谱分析(gas chromatography)和质谱分析(mass spectrometry),但这两种测量控制方法需要非常严格的维修计划,复杂的采样协议和耗时的测量方法。商业上可行的传感探测则面临着干扰的问题,从其他环境空气部件和探测的极限为超过100倍数的十亿分之一,这远远不能满足门槛值的要求。

  如今,一个由Aamir Farooq领导的研究团队,发展了一个紧凑型的以激光为基础的传感探测器,可以选择性和高灵敏度的对苯进行探测,且探测的极限为2倍的十亿分之一,这远远超出现今的其他探测仪器。这一仪器在进行野外作业时其鲁棒性也足够强,传感器的测量在数秒内就可以完成且不需要初步的校正。

  图解:Mhanna Mhanna (左图) 和 Amir Farooq (右图)发展的紧凑型的以激光为基础的探测传感器,可以探测苯的含量在2倍的十亿分之一

  为了实现这一史无前例的探测敏感性,研究人员设计了一个传感器,其壁包括两个平行的面对面的凹面镜,在样品周围来形成一个腔。这一腔捕获激光束,这可以保持反射在镜子之间来回反射。这样的话,它旅行穿过的距离可以显著的比内部镜片分离的距离大,Mhanna Mhanna博士研究生说到,他进行了这一实验。它可以使得我们探测的苯浓度比传统的探测器的极限低三个数量级。

  Farooq的团队通过旋转激光波长和数学消元排除对苯,乙烯和水蒸气的干扰来优化光对苯的吸收。这提供了干扰部件中精确的苯的浓度 。

  传感器在不同位置进行了探测真实样品中的痕量苯。例如,探测器探测到在停车场中的苯浓度在工作日比周末要高,同交通堵塞时的结果也相吻合。服务站的苯浓度也比较高,但这些量比推荐的门槛值要低。

  这一探测传感器可以安装在无人机上或者进行手持来扫描目标区域进行日常的苯排放的探测,Mhanna说到。目前研究团队正在寻找使得这一探测传感器更加便携的办法。

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