Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (09.2021) : КОНТРОЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ АММИАКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТОДИОДА БЕЛОГО СВЕЧЕНИЯ

КОНТРОЛЬ КОНЦЕНТРАЦИИ АММИАКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТОДИОДА БЕЛОГО СВЕЧЕНИЯ

 

© 2021 г. ZHANG KAI, LU HOU-BING, SHAO LI, ZHENG CHAO, ZHANG YU-JUN, HUANG SI-YU

Аммиак (NH3) — самый распространенный щелочной газ в атмосфере, он является причиной образования большинства вторичных ультрадисперсных частиц (РМ2,5) и катализатором образования атмосферной дымки. Поэтому очень важно контролировать его концентрацию. При традиционном определении концентрации NH3 путем анализа его ультрафиолетового спектра в качестве источника света обычно используется относительно дорогие дейтериевые или ксеноновые лампы. Чтобы снизить стоимость приборов для определения концентрации NH3, в этой статье в качестве альтернативного источника света был использован более дешевый светодиод.

Выполнено экспериментальное исследование по определению концентрации NH3 с использованием светодиода белого свечения, создана экспериментальная установка для определения его оптической плотности при различных концентрациях, и результаты измерений были сопоставлены с результатами измерений с использованием дейтериевых и ксеноновых ламп как источников света. Сравнение результатов показало, что при тех же условиях эксперимента использование белого светодиода для измерения концентрации NH3 может обеспечить такую же точность. Связь между поглощением и концентрацией аммиака на длинах волн излучения светодиода линейна. Исходя из этого возможно представленное конструктивное решение при выборе источника света для определения концентрации NH3 низкой стоимости и гарантированной точности.

Ключевые слова: аммиак, определение концентрации, белый светодиод, поглощение

 

EXPERIMENTAL RESEARCH ON AMMONIA CONCENTRATION DETECTION WITH WHITE LIGHT-EMITTING DIODES

© 2021    Z. KAI*, **, PhD; L. HOU-BING*, PhD; S. LI*; Z. CHAO*; Z. YU-JUN***; H. SI-YU*

*     Electronic Countermeasure Institute of NUDT, Hefei, China

**   National Synchrotron Radiation Laboratory, USTC, Hefei, China

*** Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, CAS, Hefei, China

E-mail: luhb@mail.ustc.edu.cn

Submitted 06.06.2021

DOI:10.17586/1023-5086-2021-88-09-93-100

Ammonia (NH3) is the most abundant alkaline gas in the atmosphere and the cause of the majority of secondary particles in particulate matter PM2.5. The method of ultraviolet spectrum analysis is generally adopted in the traditional ammonia concentration detection with the deuterium or xenon lamp, and its cost is relatively high. In this paper, white light-emitting diodes of a lower cost have been used as the alternative light source.

Then an experimental research on ammonia concentration detection has been carried out and the results have been compared among those using white light-emitting diodes, deuterium and xenon lamps. The results show that under the same experimental conditions, using white light-emitting diodes to measure the ammonia concentration can achieve the same accuracy as that with deuterium or xenon lamps. With this conclusion it can be provided one solution for the light source selection of ammonia concentration detection with low-cost and guaranteed accuracy.

Keywords: ammonia, concentration detection, white light-emitting diodes, absorbance.

OCIS codes: 250.0250, 010.1290, 020.0020

 

References

1.    Awkash Kumar, Rashmi S. Patil, Anil Kumar Dikshit, Rakesh Kumar. Assessment of spatial ambient concentration of NH3 and its health impact for Mumbai city // Asian J. Atmospheric Environment. 2019. V. 13. № 1. P. 11–19

2.   Zhang K., Huang S.Y., Lu H.B., Li F., Shao L. Experimental study of the light source characteristics for the NH3 concentration detection // Optik. 2020. V. 209. № 164608. P. 1–10.

3.   Yang L., Li A., Xie P.H., etc. Remote measurement of NO2 concentration at night by DOAS method with LED light source // Spectroscopy and Spectral Analysis. 2019. V. 39 № 05. P. 6-83.8.

4.   Mäntele W., Erhan D. UV-VIS absorption spectroscopy: Lambert–Beer reloaded // Spectrochimica Acta. A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2017. P. 173.

5.   Khlevnoy B.B., Solodilov M.V. Measurement of the spectral irradiance of deuterium lamps in the range of wavelengths 200–400 nm using a high-temperature black body model // Springer US. 2019. V. 61. № 11. P. 1098–1105.

6.   Sezer Taha, Altinisik Muhammed, Guler Eray Metin, Kocyigit Abdurrahim, Ozdemir Hakan, Koytak Arif. Evaluation of xenon, light-emitting diode (LED) and halogen light toxicity on cultured retinal pigment epithelial cells // Cutaneous and Ocular Toxicology. 2019. V. 38. № 2. P. 125–130.

7.    Shiro Maenaka, Shinichi Tashiro, Murphy A.B., Kazunori Fujita, Manabu Tanaka. Influence of electrode energy balance on gas convective pattern of a high-pressure xenon short arc lamp // Plasma Chemistry and Plasma Proc. 2020. V. 40. P. 819–837.

8.   Li W.L., Sun W.F. Analysis of the principle and application characteristics of semiconductor light-emitting diodes // Technology. 2017. V. 15. P. 175.

9.   5mm diameter white LED datasheet // https://wenku.baidu.com/view/914959b30408763231126edb6f1aff00bfd5702a.html

10. Hamamatsu L9456-1 Flashing Xenon Lamp Specification // http://www.hamamatsu.com.cn/UserFiles/DownFile/Product/5W_Xe-F_TLSZ1006E03.pdf

11.  D2000 Deuterium Lamp Specification // http://www.wyoptics.com/Optical-Light-Source/17.html

12.  Ocean Optics USB4000 Spectrometer Data Sheet // http://www.oceanoptics.cn/system/files/documents/usb4000-oem-data-sheet.pdf

13.  Roibu A., Fransen S., Leblebici M.E., Meir G., van Gerven T., Kuhn S. An accessible visible-light actinometer for the  determination of photon flux and optical path length in flow photo microreactors // Scientific Reports. 2018. V. 8. № 5421. P. 56–68.

14.       Saes M., Meskers C.G.M., Daffertshofer A., de Munck J.C., Kwakkel G., van Wegen E.E.H. How does upper extremity Fugl–Meyer motor score relate to resting-state EEG in chronic stroke? A power spectral density analysis // Clinical Neurophysiology: Official J. Internat. Federation of Clinical Neurophysiology. 2019. V. 130. № 5. P. 856–862.

 

Полный текст