突破性進(jìn)展：使用可調諧二極管激光吸收光譜法實(shí)現高精度氫氣檢測
氫氣作為前景廣闊的清潔能源，在多個(gè)領(lǐng)域有著(zhù)廣泛應用。然而，氫氣的安全利用離不開(kāi)可靠的檢測技術(shù)。雖可調諧二極管激光吸收光譜法(TDLAS)在氣體檢測方面表現出色，但由于氫氣在紅外區域的吸收較弱，利用TDLAS檢測氫氣一直是個(gè)挑戰。為克服這一難題，日本研究團隊開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng )新的無(wú)校準技術(shù)，顯著(zhù)提升了氫氣檢測的準確性和靈敏度。
氫氣檢測：潛力與挑戰
氫氣輕質(zhì)、高能量密度、無(wú)污染，是理想的能源替代品。但氫氣的易燃性也帶來(lái)了相關(guān)安全隱患，因此，開(kāi)發(fā)可靠的氫氣檢測技術(shù)至關(guān)重要。
可調諧二極管激光吸收光譜法(TDLAS)
TDLAS是成熟的氣體檢測技術(shù)，具有非接觸、原位檢測、高選擇性等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)通過(guò)測量氣體對特定波長(cháng)激光光的吸收程度來(lái)確定氣體濃度。然而，氫氣分子對紅外光的吸收較弱，使得TDLAS在檢測低濃度氫氣時(shí)面臨挑戰。
日本研究團隊的創(chuàng )新
為解決這一問(wèn)題，由千葉大學(xué)工學(xué)院Tatsuo Shiina副教授領(lǐng)導的研究團隊提出了一種創(chuàng )新的解決方案。他們通過(guò)精細調控TDLAS系統的壓力和調制參數，引入一種無(wú)校準技術(shù)，顯著(zhù)提高了氫氣檢測的靈敏度。
研究團隊發(fā)現，通過(guò)調整赫里奧特多通池(HMPC)的壓力，可擴大氫氣吸收線(xiàn)的寬度，從而提高檢測靈敏度。他們還提出了一種基于諧波分析的無(wú)校準方法，使系統能夠適應不同濃度的氫氣。
實(shí)驗結果
實(shí)驗結果表明，該團隊開(kāi)發(fā)的TDLAS系統能夠在0.01%到100%的寬濃度范圍內實(shí)現準確的氫氣濃度測量。隨著(zhù)積分時(shí)間的增加，檢測靈敏度進(jìn)一步提高。
應用前景
這種高靈敏度的氫氣檢測技術(shù)在氫能源領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。它可以用于氫燃料電池汽車(chē)的泄漏檢測，提高氫能源系統的安全性。
