공명 주파수 조정을 위한 부하 정전 용량 일치를 통한 다중 수정 튜닝 포크 강화 레이저 분광 감지

우리가 혁신적인 부하 정전 용량 일치 방법이라고 믿는 방법이 다중 QTF 기반 레이저 분광 가스 센서에서 수정 튜닝 포크(QTF)의 공명 주파수를 조정하기 위해 처음으로 제안되었습니다. 제안된 방법을 검증하기 위해 수정 강화 광음향 분광학(QEPAS)과 빛 유도 열탄성 분광학(LITES)을 통합한 감지 시스템이 구축되었습니다. 이 시스템에서 QEPAS 모듈은 QTF1로 구성되며, LITES 모듈은 QTF2를 기반으로 합니다. 메탄이 목표 가스로 선택되어 방법의 신뢰성 및 센서 성능을 평가했습니다. 주파수 일치가 없을 경우 QTF1과 QTF2 간의 공명 주파수 차이는 6.67 Hz로, QEPAS-LITES 센서의 중첩 효율은 33.7%에 불과했습니다. 부하 정전 용량 일치 방법이 적용되었을 때 QTF2의 부하 정전 용량이 조정되어 QTF1의 공명 주파수에 더 가깝게 맞춰졌습니다. 이는 두 QTF의 공명 주파수를 성공적으로 일치시키며 중첩 효율을 98.7%로 개선했습니다. 부하 정전 용량 일치 방법을 활용한 QEPAS-LITES 센서는 강한 선형 농도 반응을 나타냈습니다. 또한, 장기적인 안정성은 앨런 분산 분석을 통해 평가되었습니다. 평균 시간 100초로 QEPAS-LITES 센서 시스템의 최소 검출 한계가 5.91 ppm으로 개선되었습니다.