一个硬币大小的氧气激光传感器,基于可调节二极管激光吸收光谱学,结合了 toroidal 吸收细胞
Minxia Mao1, Ting Gong1, Kangjie Yuan1
1Shanxi Engineering Research Center of Precision Measurement and Online Detection Equipment, Shanxi Center of Technology Innovation for Light Manipulations and Applications, School of Applied Science, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|October 14, 2023
概括
一个紧的,硬币大小的氧气传感器被开发用于航空航天应用. 这种可调节二极管激光吸收光谱传感器为持续大气监测提供了高灵敏度和稳定性.
科学领域:
- 航空航天工程 航空航天工程
- 光学传感传感器是什么?
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 激光气体传感器对于航空航天至关重要,要求紧和轻量级的设计.
- 现有的传感器通常面临空间应用的尺寸和重量限制.
研究的目的:
- 为航空航天应用开发硬币大小的氧气 (O2) 传感器.
- 通过先进的光谱技术来提高传感器的灵敏度和稳定性.
主要方法:
- 设计了一个紧的圆形吸收电池,集成了一个垂直腔表面发射激光器 (VCSEL) 和光探测器.
- 采用可调节二极管激光吸收光谱仪 (TDLAS),以763nm的O2光谱线为目标.
- 利用波长调制光谱 (WMS) 来提高测量灵敏度和稳定性.
主要成果:
- 获得了90 × 40 × 20毫米的传感器尺寸和75.16克的重量.
- 证明了0.9994.4的高线性相关系数.
- 通过艾伦差异分析,氧度达到0.06%的最低检测极限.
- 在24小时的连续大气监测中验证了压力依赖关系和证实了传感器稳定性.
结论:
- 成功开发了一种紧,轻量级的基于激光的氧气传感器.
- 传感器具有高灵敏度,强度和稳定性,可用于持续监控.
- 潜在的应用包括需要可靠的氧气传感器的载人航天场景.


