Výsledky vyhledávání

0567601 - ÚFCH JH 2024 RIV CZ cze L - Prototyp, funkční vzorek
Zelinger, Zdeněk - Suchánek, Jan - Dostál, Michal
Analyzátor plynů využívající kvantové kaskádové lasery s fotoakustickou detekcí.
[Gas analyzer using quantum cascade lasers with photoacoustic detection.]
Interní kód: - ; 2023
Technické parametry: Analyzátor plynů, který kombinuje laditelné diodové lasery (kvantové kaskádové lasery) s fotoakustickou detekcí. Princip analyzátoru je založen na fotoakustické spektroskopii metodou QEPAS (Quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy) [1] Jedná se o univerzální modulární systém pro detekci plynů v laboratorních podmínkách, kde základem je akustický detekční modul THORLABS ADM01, který tvoří fotoakustická kyveta, kterou je možné snadno zabudovat do kompletního systému QEPAS. Modul ADM01 má vstupní a výstupní otvor umožňující čerpání vzorku plynu do kyvety, jenž obsahuje mikrorezonátorové trubice a vlastní křemennou ladičku QTF (Quartz tuning fork). Když svazek externího laseru prochází přes vstupní okna do kyvety, trubice zesilují akustický signál generovaný relaxací excitovaných částic plynu. Tento akustický signál je převáděn QTF na elektrický a poté zesílen integrovaným předzesilovačem, což umožňuje vynikající odstup signálu od šumu. Schéma systému je zobrazeno na obrázku 1. Modul ADM01 je vybaven dvěma přípojkami plynu. Plynové porty jsou vybaveny standardním trubkovým šroubením Hylok z nerezové oceli pro 6 mm trubky. Okénka Ø1/2´´ pro rozsah vlnových délek 200 nm - 11 µm jsou vyměnitelná pro podporu dalších vlnových délek. Svazek kvantově kaskádového laseru je pomocí čočky (f=+50mm) fokusován do fotoakustické kyvety (Obrázek 2) tak aby procházel skrz trubicové mikrorezonátory a mezi hroty QTF. Diodový laser je umístěn v laserové hlavě Thorlabs LDMC20/M, která zajišťuje teplotní stabilizaci pomocí lineárního regulátoru teploty Koheron TEC100L. Úroveň a stabilitu elektrického proudu procházejícího diodovým laserem zajišťuje kontrolní jednotka Koheron QCL100. Generování signálů pro řídící jednotku laserů je realizováno pomocí mikropočítačové platformy Digilent PYNQ-Z1. Elektrický signál generovaný modulem ADM01, jenž nese informaci o naměřené koncentraci plynu, je demodulován pomocí vlastního řešení fázově citlivého zesilovače (Lock-in). Sběr a zpracování dat taktéž zajišťuje mikropočítač použitý pro řízení laseru. Detekce konkrétních plynů je závislá na vlnové délce laserového zdroje a absorpčním koeficientu detekované látky. Pro detekci vybraného plynu v požadovaném rozsahu koncentrací, se volí konkrétní laser o specifické vlnové délce. Přibližné limity detekce byly vypočteny [2] pro vybrané látky a konkrétní lasery jsou zobrazeny na obrázku 3. [1] KOSTEREV, A. A., Yu. A. BAKHIRKIN, R. F. CURL a F. K. TITTEL. Quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy. Optics Letters [online]. 2002, 27(21), 1902 [vid. 2017-04-18]. ISSN 0146-9592. Dostupné z: doi:10.1364/ol.27.001902 [2] DOSTÁL, Michal, Jan SUCHÁNEK, Václav VÁLEK, Zuzana BLATOŇOVÁ, Václav NEVRLÝ, Petr BITALA, Pavel KUBÁT a Zdeněk ZELINGER. Cantilever-Enhanced Photoacoustic Detection and Infrared Spectroscopy of Trace Species Produced by Biomass Burning. Energy and Fuels [online]. 2018, 32(10), 10163–10168 [vid. 2018-10-10]. Dostupné z: doi:10.1021/acs.energyfuels.8b01021
Ekonomické parametry: výrazné zlepšení detekce plynů v laboratorních podmínkách
Grant CEP: GA TA ČR(CZ) SS03010139
Institucionální podpora: RVO:61388955
Klíčová slova: gas detection * photoacoustic spectroscopy * quantum cascade lasers
Obor OECD: Physical chemistry
Trvalý link: https://hdl.handle.net/11104/0338845

0536837 - ÚFCH JH 2021 RIV GB eng C - Konferenční příspěvek (zahraniční konf.)
Dostál, Michal - Suchánek, Jan - Zelinger, Zdeněk - Wild, J. - Bitala, P. - Dudáček, A. - Válek, V. - Klečka, V. - Kučera, P. - Nevrlý, V.
Smart Material Serves Other Smart Materials: Comparison of Measurement of CO2 Concentration by Optical and Optoacoustic Methods.
IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Bristol: IOPScience, 2020, č. článku 012012. ISSN 1757-8981.
[International Conference on Smart Materials Applications /3./. Seoul (KR), 13.01.2020-16.01.2020]
Grant CEP: GA ČR(CZ) GA17-05167s; GA MV(CZ) VI20192022127; GA MŠMT EF16_019/0000778
Institucionální podpora: RVO:61388955
Klíčová slova: Photoacoustic Spectroscopy * Tuning Fork * Trace Gas
Obor OECD: Physical chemistry
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0314585

0495959 - ÚFCH JH 2020 RIV US eng J - Článek v odborném periodiku
Suchánek, Jan - Janda, Pavel - Dostál, Michal - Knížek, Antonín - Kubát, Pavel - Roupcová, Petra - Bitala, P. - Nevrlý, V. - Zelinger, Zdeněk
Photoacoustic spectroscopy with mica and graphene micro-mechanical levers for multicomponent analysis of acetic acid, acetone and methanol mixture.
Microchemical Journal. Roč. 144, JAN 2019 (2019), s. 203-208. ISSN 0026-265X. E-ISSN 1095-9149
Grant CEP: GA ČR(CZ) GA17-05167s; GA MŠMT(CZ) LTC17071
Grant ostatní: European Cooperation in Science & Technology(XE) CM1404
Institucionální podpora: RVO:61388955
Klíčová slova: Acetic acid * Breath analysis * Cantilever * Multilayer graphene * Multilayer muscovite * Photoacoustic spectroscopy
Obor OECD: Physical chemistry
Impakt faktor: 3.594, rok: 2019
Způsob publikování: Omezený přístup
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0288802

0468744 - ÚFCH JH 2018 RIV US eng J - Článek v odborném periodiku
Rakovský, Jozef - Votava, Ondřej
A simple photoacoustic detector for highly corrosive gases.
Review of Scientific Instruments. Roč. 88, č. 1 (2017), č. článku 013103. ISSN 0034-6748. E-ISSN 1089-7623
Grant CEP: GA ČR GA13-11635S
Institucionální podpora: RVO:61388955
Klíčová slova: photoacoustic spectroscopy * biosensors * laser sensors
Obor OECD: Physical chemistry
Impakt faktor: 1.428, rok: 2017
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0266572

0327188 - ÚFCH JH 2010 RIV US eng J - Článek v odborném periodiku
Herecová, L. - Hejzlar, T. - Pavlovský, J. - Míček, D. - Zelinger, Zdeněk - Kubát, Pavel - Janečková, B. - Nevrlý, Václav - Bitala, P. - Střižík, Michal - Klouda, E. - Civiš, Svatopluk
CO2-laser photoacoustic detection of gaseous n-pentylacetate.
[CO2-laserová fotoakustická detekce plynného n-pentylacetatu.]
Journal of Molecular Spectroscopy. Roč. 256, č. 1 (2009), s. 109-110. ISSN 0022-2852. E-ISSN 1096-083X
Grant CEP: GA MŠMT OC 111; GA MŠMT LC06071; GA ČR GA202/06/0216; GA MŽP SPII1A0/45/07
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z40400503; CEZ:AV0Z20760514
Klíčová slova: n-pentylacetate * CO2 laser photoacoustic spectroscopy * FTIR spectroscopy
Kód oboru RIV: CF - Fyzikální chemie a teoretická chemie
Impakt faktor: 1.542, rok: 2009
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0174075