09 خرداد 1403
محمدرضا محبي فر

محمدرضا محبی فر

مرتبه علمی: دانشیار
نشانی: ملایر، کیلومتر 4 جاده اراک، دانشگاه ملایر، دانشکده علوم پایه، گروه فیزیک
تحصیلات: دکترای تخصصی / فیزیک-اپتیک
تلفن: +988132355404
دانشکده: دانشکده علوم پایه

مشخصات پژوهش

عنوان
بررسی تغییرات دما بر ثابت سلول فوتوآکوستیک در سنسور فوتوآکوستیکی لیزری
نوع پژوهش مقاله ارائه شده
کلیدواژه‌ها
طیف نگاری فوتوآکوستیک لیزری؛ ثابت سلول فوتوآکوستیک؛ اثر افزایش دما؛ مشدد آکوستیکی
سال 1398
پژوهشگران محمدرضا محبی فر

چکیده

روش طیف نگاری فوتوآکوستیک لیزری از جمله روش های تشخیصی آکوستیکی با قابلیت های گزینش پذیری، پاسخ دهی سریع، و حساسیت بسیار بالا (تا مرتبه ppt) می باشد. از آنجایی که تغییرات دما نباید تاثیری بر اندازه گیری سنسورها داشته باشد، دمای محیط مورد استفاده، عامل تعیین کننده ای در استفاده های میدانی از این سنسور آکوستیکی است. در این پژوهش با حل تحلیلی معادلات حاکم بر سلول فوتوآکوستیک، اثر تغییرات دما بر فرکانس تشدید رزوناتور آکوستیکی و همچنین ثابت سلول فوتوآکوستیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تغییرات دما، فرکانس تشدید رزوناتور آکوستیکی، ثابت سلول فوتوآکوستیک و در نتیجه سیگنال فوتوآکوستیک که دادۀ خروجی یک سنسور فوتوآکوستیکی است را تغییر می دهد. از این رو رزوناتور آکوستیکی طراحی شده در هر دما، مختص آن دما کالیبره شده و برای دماهای دیگر، باید متناسب با دمای محیط تغییراتی در محاسبات اعمال شود و مجدداً کالیبره گردد. برای نمونه در شناسایی گاز دی اکسید سولفور با ضریب جذب در صورتی که منبع دمش لیزر دی اکسید کربن پیوسته با توان 0.5W باشد که توسط چاپری با فرکانس 1085Hz مدوله شود، گاز بافر مورد استفاده در سنسور آکوستیکی هوا فرض شود و در رزوناتور آکوستیکی از میکروفونی با حساسیت 20mV/pa استفاده کنیم، محاسبات نشان می دهد که افزایش دما از 290 به 310 کلوین منجر به افزایش 4/3 درصدی فرکانس تشدید رزوناتور آکوستیکی (jω)، کاهش 65/1 درصدی در مقدار ثابت سلول فوتوآکوستیک، و نتیجتاً کاهش 66/1 درصدی در سیگنال فوتوآکوستیک مد طولی و 79/1 درصدی مد شعاعی می گردد.