Azot Dioksit Tespiti için Yüksek Hassasiyetli Dedektör Geliştirildi

Fotoğraf 1: AM-CEAS enstrümanının deneysel kurulumunun şematik diyagramı. (Zhou Jiacheng)

Çin Bilimler Akademisi Fizik Bilimleri Enstitüsü’nde Prof. Zhang Weijun liderliğindeki bir araştırma ekibi, azot dioksitin (NO₂) hızlı ve hassas bir şekilde tespit edilmesine olanak sağlayan yeni bir dedektör teknolojisi geliştirdi. Çalışma ile ilgili sonuçlar Analytical Chemistry’de yayımlandı.

NO₂ hava kalitesini etkileyen önemli bir kirleticidir, NO₂’nin son derece hassas ve hatasız ölçülmesi atmosferik kimya araştırması ve hava kirliliğinin önlenmesi ve kontrolü açısından büyük önem taşır.

Bu araştırmada, araştırmacılar genlik modülasyonu tekniğini ilk kez çok modlu bir diyot lazere uyguladılar ve son derece hassas NO₂ tespiti için genlik modülasyonlu çok modlu diyot-lazer tabanlı Kovuk Arttırılmış Soğurma Spektroskopisi (AM-CEAS- Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy) sistemi geliştirdiler.

Yeni cihaz, ultra hassas absorpsiyon ölçümü için faza duyarlı algılama kullanır. Doğruluğu, bir saniye ve 30 saniyelik veri toplama süresi boyunca aynı aleti kullanan kavite halkası aşağı spektroskopisi (CRDS-Cavity Ring-Down Spectroscopy) yöntemininkinden dört kat daha düşüktür.

Kavite halkası aşağı zaman ölçümü ile birlikte, AM-CEAS yöntemi ayna yansımasının kalibrasyon sürecini ortadan kaldırır ve NO₂’nin kesin konsantrasyonunun ölçümünü meydana getirir. Ayrıca yüksek enjeksiyon verimliliği, düşük boşluk modu gürültüsü ve modülasyon spektroskopisinin faza duyarlı tespiti avantajlarına sahiptir.

Fotoğraf 2: AM-CEAS yönteminin performans değerlendirmesi ve CRDS ölçümleri ile karşılaştırılması. (Zhou Jiacheng)

AM-CEAS cihazı, bilimsel araştırma ve iş uygulamaları için iyi beklentilere sahip olmasının yanında; uzun vadeli istikrar ve düşük bakım gereksinimleri için uygun, basit, güvenilir, düşük maliyetli, kendi kendini kalibre eden bir araçtır.

Yeni geliştirilen bu cihaz şu anda Pekin’de, Pekin 2022 Kış Olimpiyatları sırasında atmosferdeki toplam reaktif azotu ölçmek için kapsamlı saha gözlemi için kullanılıyor.

Kaynak: phys.org