Resonante photoakustische Zellen zum laserbasierten Methannachweis

Abstract:
In dieser Arbeit wurde ein photoakustisches Sensorsystem zur Methandetektion untersucht. Im Fokus stand ein spezielles Zellendesign, die sogenannte T-Zelle, eine Anordnung aus zwei senkrecht zueinanderstehenden Zylinderresonatoren. Es wurden unterschiedliche Designs von T-Zellen und der Einfluss auf das Sensorverhalten ermittelt. Für die Anregung wurde ein DFB-Interband-Cascade-Laser mit einer Wellenlänge von 3270 nm verwendet. Ein MEMS-Mikrofon diente als Detektor des photoakustischen Signals. Untersucht wurden sechs T-Zellen mit unterschiedlichen Zylindergeometrien. Mit den T-Zellen ist eine kompakte Bauweise, wie es z.B. für die Anwendung eines Leck-Detektionssystems wichtig ist, möglich. Die erreichten Detektionsgrenzen liegen unter dem Methangehalt in Luft von 1,8 ppm.