Espectroscopia fotoacústica mejorada con cuarzo aprovechando tenedores de sintonía de baja frecuencia como herramienta para medir la tasa de relajación vibracional en especies gaseosas

Demostramos que la espectroscopia fotoacústica mejorada con cuarzo (QEPAS) es una herramienta eficiente para medir la tasa de relajación vibracional de especies gaseosas, utilizando tenedores de cuarzo (QTFs) como detectores de sonido. Basado en la dependencia de la frecuencia de resonancia del QTF en la geometría del resonador, se sondeó un amplio rango de frecuencias acústicas con un ancho de banda de detección estrecho. Al medir la señal QEPAS del analito objetivo, así como las propiedades de resonancia de diferentes QTFs en función de la presión del gas, se puede recuperar el tiempo de relajación. Este enfoque ha sido probado en el rango cercano al infrarrojo midiendo la tasa de relajación vibracional de CH4 (nν4) en una mezcla de 1% CH4, 0.15% H2O en N2, y la tasa de relajación de H2O (ν1) en una mezcla de 0.5% H2O en N2. Se estimaron tiempos de relajación de 3.2 ms Torr y 0.25 ms Torr para CH4 y H2O, respectivamente, en excelente acuerdo con los valores reportados en la literatura.