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저자정보
박정재 (한국표준과학연구원) 이재용 (한국표준과학연구원) 우제흔 (한국표준과학연구원) 진종한 (한국표준과학연구원)
저널정보
Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.41 No.10
발행연도
2024.10
수록면
741 - 746 (6page)
DOI
10.7736/JKSPE.024.087

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The LIDAR principle is used in a variety of fields, including large-scale pipeline facility management, industrial disaster safety control, and atmospheric environmental monitoring, to employ the remote gas detection technique. In this study, we designed and implemented a remote detection method for N2O gas leaks using absorption spectroscopy based on frequency modulation of a Mid-IR quantum cascade laser (QCL) with a wavelength of 4.5 μm. We direct the frequency-modulated beam, locked to a single absorption line of N2O, to a leak hole on a target surface within a range of approximately 50 m. For area scanning around the leak point, we use a galvano scanner to deflect the probe beam. The back-scattered beam from the diffuse target surface is then collected by a Cassegrain telescope with a diameter of 300 mm and detected by an InSb photo-detector with high photon sensitivity. To process the detected signal, we utilize fundamental and second harmonic detection with a lock-in amplifier, resulting in a relative gas concentration expressed as the second harmonic signal normalized by the fundamental signal. Our test results demonstrate that this proposed method can detect gas leaks as small as 0.005 sccm at a distance of 50 m.
#Leak gas (누설가스) #Absorption spectroscopy (흡수 분광) #Frequency modulation (주파수 변조) #Remote detection (원격 검출)

목차

1. 서론
2. 주파수 변조 흡수 분광법 기반 측정 원리
3. 측정 시스템 구성 및 테스트 결과
4. 결론
REFERENCES

참고문헌 (16)

참고문헌 신청
Weitkamp, C., (2005), Lidar: range-resolved optical remote sensing of the atmosphere, Springer. google schola Grant, W. B., (1991), Differential absorption and Raman lidar for water vapor profile measurements: a review, Optical Engineering, 30(1), 40-48. google schola Schotland, R. M., Sassen, K., Stone, R., (1971), Observations by lidar of linear depolarization ratios for hydrometeors, Journal of Applied Meteorology and Climatology, 10(5), 1011-1017. google schola Clemitshaw, K., (2004), A review of instrumentation and measurement techniques for ground-based and airborne field studies of gas-phase tropospheric chemistry, Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 34(1), 1-108. google schola Dooly, G., Fitzpatrick, C., Lewis, E., (2008), Deep UV based DOAS system for the monitoring of nitric oxide using ratiometric separation techniques, Sensors Actuators B: Chemical, 134(1), 317-323. google schola

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