光腔衰蕩光譜(CRDS)技術(shù)相較于其他氣體檢測(cè)技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì),以下是其主要優(yōu)勢(shì)及與其他技術(shù)的對(duì)比:
優(yōu)勢(shì)
高靈敏度與高精度:CRDS技術(shù)通過(guò)測(cè)量光在衰蕩腔內(nèi)的衰蕩時(shí)間來(lái)確定氣體濃度,該時(shí)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(qiáng)無(wú)關(guān)。因此,它不受激光強(qiáng)度波動(dòng)的影響,具有較高的靈敏度和精度,能夠檢測(cè)到ppb(十億分之一)甚至ppt(萬(wàn)億分之一)級(jí)別的氣體濃度。
長(zhǎng)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(zhǎng)的有效吸收光程(可達(dá)數(shù)公里),極大地提高了對(duì)痕量氣體的檢測(cè)靈敏度。
寬光譜范圍:CRDS技術(shù)可應(yīng)用于多種波長(zhǎng)范圍,能夠檢測(cè)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(jī)氣體。
快速實(shí)時(shí)測(cè)量:能夠在幾秒鐘內(nèi)完成一次測(cè)量,提供連續(xù)、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),適合動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景。
低漂移與高穩(wěn)定性:儀器漂移極低,可在大多數(shù)應(yīng)用中長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而無(wú)需重新校準(zhǔn),適合長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
抗干擾能力強(qiáng):由于其特殊的測(cè)量原理,CRDS技術(shù)對(duì)環(huán)境因素(如溫度、壓力變化)的抗干擾能力較強(qiáng)。
CRDS(光腔衰蕩光譜)技術(shù)的成本相對(duì)較高,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)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(lái)實(shí)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(dǎo)致CRDS設(shè)備價(jià)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(zhǎng)的激光光源,這些激光器的成本也相對(duì)較高。
整體設(shè)備價(jià)格:由于上述關(guān)鍵部件的成本較高,CRDS設(shè)備的整體價(jià)格通常比一些其他氣體檢測(cè)技術(shù)(如TDLAS)要高。
維護(hù)成本:雖然CRDS技術(shù)的儀器漂移極低,可在大多數(shù)應(yīng)用中長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而無(wú)需重新校準(zhǔn),但其對(duì)樣氣純度要求較高,污染可能會(huì)影響光學(xué)腔的性能,因此在使用過(guò)程中可能需要定期進(jìn)行清潔和維護(hù),這也會(huì)增加一定的維護(hù)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(shì),特別適用于對(duì)檢測(cè)精度和靈敏度要求較高的場(chǎng)景,如科研、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。