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光腔衰蕩光譜(CRDS)技術(shù)相較于其他氣體檢測技術(shù)具有顯著優(yōu)勢,以下是其主要優(yōu)勢及與其他技術(shù)的對比:
優(yōu)勢
高靈敏度與高精度:CRDS技術(shù)通過測量光在衰蕩腔內(nèi)的衰蕩時間來確定氣體濃度,該時間僅與衰蕩腔反射鏡的反射率和腔內(nèi)介質(zhì)的吸收有關(guān),而與入射光強無關(guān)。因此,它不受激光強度波動的影響,具有較高的靈敏度和精度,能夠檢測到ppb(十億分之一)甚至ppt(萬億分之一)級別的氣體濃度。
長吸收光程:利用高反射率的反射鏡,光在腔內(nèi)多次反射,形成極長的有效吸收光程(可達數(shù)公里),極大地提高了對痕量氣體的檢測靈敏度。
寬光譜范圍:CRDS技術(shù)可應用于多種波長范圍,能夠檢測多種氣體,包括溫室氣體(如二氧化碳、甲烷)、水汽以及一些有機氣體。
快速實時測量:能夠在幾秒鐘內(nèi)完成一次測量,提供連續(xù)、實時的監(jiān)測數(shù)據(jù),適合動態(tài)監(jiān)測場景。
低漂移與高穩(wěn)定性:儀器漂移極低,可在大多數(shù)應用中長時間運行而無需重新校準,適合長期監(jiān)測。
抗干擾能力強:由于其特殊的測量原理,CRDS技術(shù)對環(huán)境因素(如溫度、壓力變化)的抗干擾能力較強。
CRDS(光腔衰蕩光譜)技術(shù)的成本相對較高,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
高反射率反射鏡的成本:CRDS技術(shù)依賴于高反射率的反射鏡來實現(xiàn)光在腔內(nèi)的多次反射,從而增加光與氣體的作用路徑。這些高反射率反射鏡的制造成本較高,是導致CRDS設(shè)備價格昂貴的主要原因之一。
激光光源的成本:CRDS技術(shù)需要使用特定波長的激光光源,這些激光器的成本也相對較高。
整體設(shè)備價格:由于上述關(guān)鍵部件的成本較高,CRDS設(shè)備的整體價格通常比一些其他氣體檢測技術(shù)(如TDLAS)要高。
維護成本:雖然CRDS技術(shù)的儀器漂移極低,可在大多數(shù)應用中長時間運行而無需重新校準,但其對樣氣純度要求較高,污染可能會影響光學腔的性能,因此在使用過程中可能需要定期進行清潔和維護,這也會增加一定的維護成本。
盡管CRDS技術(shù)的成本較高,但其在靈敏度、精度、抗干擾能力等方面具有顯著優(yōu)勢,特別適用于對檢測精度和靈敏度要求較高的場景,如科研、環(huán)境監(jiān)測等。
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