Консольная усиленная фотоакустическая спектроскопия - Cantilever enhanced photoacoustic spectroscopy

Консольная усиленная фотоакустическая спектроскопия позволяет обнаруживать небольшое количество следовые газы что жизненно важно для многих приложений. Фотоакустическая спектроскопия является одной из самых чувствительных схем оптического обнаружения. Он основан на обнаружении конкретного газа. акустическая волна генерируется из-за поглощения света в среде. Чувствительность традиционных мембранных микрофонов ограничена электрическим шумом и нелинейностью смещения механического датчика при высоких уровнях оптической мощности. Обычные мембранные микрофоны можно заменить микромеханическими кантилеверами с оптическими измерениями для повышения чувствительности.

Характеристики

Новый подход кантилевера MEMS обнаруживает изменения давления в фотоакустической ячейке.^[1] Высокая чувствительность достигается за счет использования консольного датчика давления, который в сотни раз более чувствителен по сравнению с мембраной, которая обычно используется в фотоакустической спектроскопии. Интерферометр считывания на основе лазера способен точно измерять смещение из скважины под пикометр вплоть до миллиметры.^[2]

Технологии

Чрезвычайно тонкая консольная часть движется как гибкая дверь из-за колебаний давления окружающего газа. Смещение кантилевера измеряется с помощью точной интерферометрической системы считывания. Таким образом можно избежать «эффекта дыхания». Так называемый эффект дыхания возникает при емкостном принципе измерения, когда другой электрод демпфирует движение датчика и ограничивает динамический диапазон.

Консольный датчик

Кантилеверный датчик изготовлен из монокристаллического КНИ-кремния со специально разработанным сухое травление процесс, который приводит к очень стабильному и надежному компоненту; поэтому датчик практически полностью невосприимчив к колебаниям температуры и влажности. К тому же датчик не страдает от износа. Датчик и считывающее устройство могут быть изолированы по температуре, что позволяет использовать обогреваемую газовую ячейку, что позволяет использовать приложения, требующие анализа газа при повышенных температурах, например, мониторинг химических выбросов и управление технологическим процессом.^[2]

Приложения

Можно использовать консольную улучшенную технологию измерения фотоакустики, например, в обнаружении и анализе газов, жидкостей и твердых материалов в приложениях для исследований, промышленности, охраны окружающей среды, безопасности и защиты.^[3]

Рекомендации