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平面光极技术:如何在环境检测中实时追踪DO/pH/CO2变化

更新时间:2024-06-26   点击次数:92次

平面光极(Planar Optical Waveguide)是一种在光学领域中广泛应用的技术,它通过限制光在二维平面内的传播,实现了光的高效传输和精确控制。近年来,随着环境监测和保护需求的增加,平面光极技术在环境领域的应用也日益受到重视。

首先,平面光极技术在环境监测中扮演着重要角色。例如,在水质监测中,平面光极传感器可以用来检测水中的微量污染物,如重金属离子、有机污染物等。这些传感器利用光极的波导特性,将光信号限制在极薄的波导层内,通过检测光信号的变化来分析水样中的污染物浓度。由于平面光极传感器具有体积小、响应快、灵敏度高等优点,它们非常适合用于实时在线监测。

其次,平面光极技术在气体检测方面也有广泛应用。通过设计特定的光极结构,可以实现对大气中特定气体分子的选择性检测。例如,二氧化硫、一氧化碳等有害气体的浓度可以通过平面光极传感器进行精确测量。这些传感器通常结合了光学吸收、荧光或拉曼散射等原理,能够在不影响环境的情况下,对气体成分进行非接触式检测。

此外,平面光极技术还可以用于土壤污染监测。通过将光极传感器植入土壤中,可以实时监测土壤中的重金属含量、pH值等关键参数。这种技术不仅能够提供土壤质量的连续监测数据,还能够帮助科学家们更好地理解土壤污染的动态变化,从而制定出更有效的土壤修复策略。

总之,平面光极技术在环境领域的应用前景广阔。随着技术的不断进步,未来平面光极传感器将更加小型化、智能化,其检测范围和灵敏度也将进一步提升。这将为环境保护和污染治理提供更加强有力的技术支持。

智感环境团队基于平面光极技术开发了封闭式平面光极设备,并成功将其应用于沉积物-水微界面、水生动植物和土壤植物根际环境的研究。这些设备具备以下特点:

1. 实时、快速地获取区域DO/pH/CO2的分布。

2. 设备自带封闭式箱体,满足测定所需的暗室条件。

3. 设备与软件配套使用,可集成校准、获取图像、处理图像于一体。

4. 非侵入性成像测量,不破坏原生环境。

5. 配备高像素CMOS相机,实现时间分辨率毫秒级,空间分辨率亚毫米级。

此外,还有便携式平面光极检测仪PO1100,它小巧轻便、便于移动和携带,同样能够实时、快速地获取区域O2/pH/CO2的分布。使用前,荧光传感膜需要标定并绘制标准曲线,工作环境和存储环境对温度和湿度有一定要求。