Resonador Microacústico Fuera de Eje para Sensor QEPAS con un Tenor de Cuarzo Personalizado
Autores: Wang, Yong; Wang, Gang; Wang, Jiapeng; Feng, Chaofan; Tian, Qingyuan; Chen, Yifan; Cui, Ruyue; Wu, Hongpeng; Dong, Lei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Cuarzo
Espectroscopía fotoacústica
Gases de efecto invernadero
Contaminantes
Sensor
Detección
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
La espectroscopía fotoacústica mejorada por cuarzo (QEPAS) ha mostrado un gran potencial para monitorear gases de efecto invernadero y contaminantes con una alta precisión de medición y límite de detección. Se informa de un sensor QEPAS, que puede lograr una alta ganancia de señal fotoacústica sin requerir que el haz láser pase a través de las dos puntas de un tenedor de cuarzo (QTF). Se empleó un QTF personalizado con una frecuencia resonante de 7.2 kHz y un factor de calidad de 8406 como elemento de detección de sonido, y se optimizaron los parámetros del micro-resonador acústico (AmR) en el espectrófono QEPAS fuera del haz. Se logró una ganancia de relación señal-ruido (SNR) de 16 basada en las dimensiones óptimas del AmR en comparación con el QTF personalizado sin recubrimiento. Se detectó vapor de agua (HO) utilizando el sensor QEPAS equipado con el espectrófono fuera del haz, logrando un límite de detección mínimo (MDL) de 4 ppm con un coeficiente de absorción equivalente de ruido normalizado (NNEA) de 5.7 x 10 cm·W·Hz en un tiempo de integración de 300 ms.
Descripción
La espectroscopía fotoacústica mejorada por cuarzo (QEPAS) ha mostrado un gran potencial para monitorear gases de efecto invernadero y contaminantes con una alta precisión de medición y límite de detección. Se informa de un sensor QEPAS, que puede lograr una alta ganancia de señal fotoacústica sin requerir que el haz láser pase a través de las dos puntas de un tenedor de cuarzo (QTF). Se empleó un QTF personalizado con una frecuencia resonante de 7.2 kHz y un factor de calidad de 8406 como elemento de detección de sonido, y se optimizaron los parámetros del micro-resonador acústico (AmR) en el espectrófono QEPAS fuera del haz. Se logró una ganancia de relación señal-ruido (SNR) de 16 basada en las dimensiones óptimas del AmR en comparación con el QTF personalizado sin recubrimiento. Se detectó vapor de agua (HO) utilizando el sensor QEPAS equipado con el espectrófono fuera del haz, logrando un límite de detección mínimo (MDL) de 4 ppm con un coeficiente de absorción equivalente de ruido normalizado (NNEA) de 5.7 x 10 cm·W·Hz en un tiempo de integración de 300 ms.