近日，安光所張志榮研究員課題組在全量程寬溫本安型氣體傳感微探頭研發(fā)方面取得新進展，相關研究成果以《一種基于近紅外光譜的緊湊型本征安全全量程甲烷微探頭》為題發(fā)表在國際刊物Sensors and Actuators B: Chemical（2021, 334: 129680）上（SCI一區(qū)，IF=7.1）。

激光吸收光譜技術作為比較成熟的氣體測量方式得到了廣泛認可，已經在環(huán)境保護、工業(yè)過程控制、人體健康、能源安全等眾多場合得到推廣和應用。市場上的主要產品多以抽取式、管道對射式、環(huán)境測量開放式等形式出現(xiàn)。而在大區(qū)域范圍的測量中（如：煤礦、工業(yè)廠區(qū)、管道泄漏、綜合管廊等）則需要布設非常多的測量點以便完成對整個區(qū)域的實時監(jiān)控，以確保人身和經濟安全。因此，點式傳感頭的測量精度、環(huán)境適應性、安全性、體積等參數(shù)就顯得非常重要。

團隊成員張樂文博士生、龐濤副研、孫鵬帥博士利用近紅外激光吸收光譜技術與企業(yè)聯(lián)合設計微型集成氣室，結合傳感器獨特的封裝方式賦予其優(yōu)秀的防水防塵特性。該傳感頭相比具有較好的參數(shù)優(yōu)勢，如：無參考氣室，內置電路及核心處理模塊，可直接輸出濃度信息，測量精度高，適用溫度范圍大且不失真（-40-70℃），成本較低，并且也完全滿足了某些特殊危險場合的本征安全的要求，非常適用于一些敏感的應用領域。同時，該探頭功耗非常低可電池或太陽能供電，非常適合于搭建燃氣管道泄露、安全樓宇消防、綜合管廊及存在待測氣體聚集或者泄露地的物聯(lián)網監(jiān)控方案。雖然目前設計是以CH4測量為目標的點式傳感器，后期課題組將繼續(xù)攻關以便建立更多型號的微小型傳感頭實現(xiàn)對諸如NH3、H2S、O2、和CO等多種氣體目標的快速原位測量。

該研究工作得到國家重點研發(fā)計劃（2017YFC0805004），安徽省重大科技攻關（18030901054），安徽省重點研發(fā)計劃（18030901054）等項目的資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2021.129680

傳感探頭結構示意圖

電路結構示意圖

部分測量結果