在环境监测、工业安全、半导体制造等领域,对多种气体组分的同时精准监测是评估环境质量、防控安全风险的核心需求。
光声谱多气体监测仪凭借“光声效应”的优势,突破传统气体监测设备单组分检测、精度不足的局限,实现多组分气体的实时、高灵敏监测,成为复杂场景下气体分析的理想设备,为各行业的安全运行与环保管控提供全面的数据支撑。
光声谱多气体监测仪的核心工作原理基于“光声效应”,其本质是气体分子吸收特定波长的光能后转化为热能并产生声信号的过程。仪器主要由光源系统、光声池、麦克风检测器、信号处理模块及控制系统组成:光源系统采用可调谐激光或宽带光源,可发射覆盖不同气体吸收峰的特定波长光束;光束进入密封的光声池后,池内目标气体分子选择性吸收对应波长的光能,导致分子振动能级跃迁,随后通过碰撞将能量转化为热能,使光声池内气体压力周期性变化,产生微弱声波;高灵敏度麦克风捕捉声波信号,将其转化为电信号;信号处理模块通过锁相放大技术提取微弱信号,结合不同气体的吸收光谱特征,同时计算出多种气体的浓度。

相较于传统气体监测技术,光声谱多气体监测仪的核心优势体现在“多组分同步监测”“超高灵敏度”“无二次污染”三大维度。其一,多组分并行检测,通过切换光源波长或采用宽带光源覆盖多种气体的特征吸收峰,可同时监测CO、NO₂、SO₂、VOCs、甲醛等数十种气体组分,无需更换检测模块,满足复杂场景下的多参数监测需求;其二,检测灵敏度高,采用锁相放大技术可有效抑制背景噪声,低检测限可达ppb级甚至ppt级,远优于红外法的ppm级,能捕捉极微量的气体泄漏或污染;其三,无耗材与二次污染,无需色谱柱、试剂等消耗品,检测过程中不产生废弃物,且光声池结构封闭,避免样品交叉污染,维护成本低、环保性强。
在实际应用中,光声谱多气体监测仪的价值覆盖多领域关键场景。环境监测领域,环保部门利用其在大气超级站、工业园区布设监测点,同时监测PM2.5、O₃前体物及恶臭气体,构建区域大气污染溯源网络,精准识别污染来源;在室内空气质量监测中,可实时检测甲醛、苯、TVOC等污染物,为家居环境安全评估提供依据。工业安全领域,在石油化工、煤化工企业,用于监测生产车间、储罐区的有毒有害气体及易燃易爆气体,当浓度超标时自动触发报警,联动通风或应急处理系统,预防中毒、爆炸事故;在锂电池生产中,监测电解液挥发产生的VOCs浓度,保障生产环境安全。半导体制造领域,在晶圆制造的洁净车间,监测氨气、氟化氢等微量杂质气体,避免其影响芯片光刻、刻蚀工艺精度,确保产品良率。