Fényipar ; optikai módszerek és alkalmazásaik. Szabó Gábor, egyetemi tanár SZTE Optikai és Kvantumelektonikai Tanszék

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Fényipar ; optikai módszerek és alkalmazásaik. Szabó Gábor, egyetemi tanár SZTE Optikai és Kvantumelektonikai Tanszék"

Marika Királyné
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Fényipar ; optikai módszerek és alkalmazásaik Szabó Gábor, egyetemi tanár SZTE Optikai és Kvantumelektonikai Tanszék

2 Témakörök Fotoakusztikus mérőrendszerek Lézeres mikromegmunkálás Orvosi képalkotás Optikai szonda Tomografikus optikai mikroszkóp

3 Fotoakusztikus mérőrendszerek

4 A fotoakusztikus módszer alapelve

5 Fotoakusztikus vízgőzmérés (Magas)légköri vízgőzmérések motivációi Klímakutatás (üvegházhatás, légkörkémia, stb) Időjárás előrejelzés pontosítása Kondenzcsík keletkezés mérséklése

6 Fotoakusztikus vízgőzmérés A műszerrel szembeni elvárások Érzékenységi tartomány: ppm Válaszidő: 1 s Mérjen vízgőzt, és teljes víztartalmat Működési tartomány: C, mbar Megbízhatóság

7 Fotoakusztikus vízgőzmérés Problémák: nyomásfüggés M. Szakáll et. al. Infrared Phys. Techn. 48, (2006)

8 Fotoakusztikus vízgőzmérés Nyomásfüggés kiküszöbölése M. Szakáll et. al. Infrared Phys. Techn. 48, (2006)

9 Fotoakusztikus vízgőzmérés Hőmérsékletfüggés kiküszöbölése M. Szakáll et. al. Infrared Phys. Techn. 51, (2007)

10 Fotoakusztikus vízgőzmérés Sikeres tesztek a CARIBIC projektben

11 Fotoakusztikus vízgőzmérés Sikeres tesztek a CARIBIC projektben

12 H 2 O (ppmv) H 2 O (ppmv) cloud (ppmv) Fotoakusztikus vízgőzmérés Sikeres tesztek a CARIBIC projektben CARIBIC flight LH-158 Manila - Guangzhou CARIBIC flight LH-311 Total Frankfurt water - Osaka (vapor cloud) September 2010 Water vapor Total Water (vapor + cloud) CR2 frost-point hygrometer photoacoustic laser spectrometer Water vapor photoacoustic laser spectrometer : : :20 10 Date / Time 5 9/23/ :00 9/23/ :00 9/23/ :00 9/23/ :00 Date / Time

13 Fotoakusztikus kénhidrogénmérés Alkalmazás: földgázipar, biogáz előállítás stb Földgáz kénmentesítése A. Varga et. al. Appl. Phys. B 85, (2006)

14 Fotoakusztikus kénhidrogénmérés A mérési feladat A. Varga et. al. Appl. Phys. B 85, (2006)

15 Fotoakusztikus kénhidrogénmérés A megoldás A. Varga et. al. Appl. Phys. B 85, (2006)

16 Fotoakusztikus kénhidrogénmérés

17 Fotoakusztikus kénhidrogénmérés

18 Ammóniamérés Az ammónia: A harmadik legnagyobb N forrás a légkörben Alapvető szerepet játszik a felhő és eső kémiában Fontos tényező a vizek és talajok savasodásában Szerepet játszik az aerosol képződésben

19 Kompakt ammóniamérő Ammóniamérés Érzékenység: 50 ppb H. Huszár et. al. Sens. Act. B 134, (2008)

20 Ammóniamérés Nagyobb érzékenység szükséges! Megoldás: prekoncentrátor Érzékenység: 0,5 ppb! A. Pogány et. al. Environ. Sci. Tech. 43, (2009)

21 Ammonia concentration [ppb] Ammóniamérés Az igazi probléma a kibocsátás mérése ,1m 1,1m 1,1m fertilization 2,4m 1,1m 0,5m 0 Aug 28 Aug 29 Aug 30 Aug 31 Detektálható fluxus: 60 ng/(s.m 2 ) A. Pogány et. al. Atmos. Environ. 44, (2010)

22 Légköri aeroszolok mérése

23 PA signal(*10-6 cm -1 ) Légköri aeroszolok mérése Négyhullámhosszú rendszer Kezdeti eredmények 1,8 1,6 1,4 1,2 Inorganic soot Organic soot Dust 1,0 0,8 0,6 0, Wavelength (nm)

24 Légköri aeroszolok mérése Alapos kalibráció Karlsruhe-ban. C. Linke et. al. Atmos. Chem. Phys. 6, (2006)

25 Légköri aeroszolok mérése A műszer továbbfejlesztése: Angström exponens mérése. T. Ajtai et. al. J. Aerosol. Sci. 41, (2010)

26 Angström exponens Légköri aeroszolok mérése Angström exponens mérése terepen. 2,2 2,1 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0, Hullámhossz (nm) Tél nappal Tél éjszaka Nyár

27 Optikai abszorpció [Mm -1 ] Légköri aeroszolok mérése Legújabb eredmények nm nm :00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24: nm nm :00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00 Idõ [óra] 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00

Optikai abszorpció [Mm -1 ] Optikai abszorpció [Mm -1 ] Légköri aeroszolok mérése Legújabb eredmények. 140 120 100 80 60 40 20 0 b AE31 (370nm-521nm) =-1.99±0.05 b AE31 (520nm-950nm) =-1.

9998 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 b AE31 (370nm-521nm) =-2.37±0.1 b AE31 (520nm-950nm) =-1.57±0.03 b PA (266nm-355nm) =-2.54 b PA (355nm-532nm) =-2.

28 Optikai abszorpció [Mm -1 ] Optikai abszorpció [Mm -1 ] Légköri aeroszolok mérése Legújabb eredmények b AE31 (370nm-521nm) =-1.99±0.05 b AE31 (520nm-950nm) =-1.29±0.04 b PA (266nm-355nm) =-3.73 b PA (355nm-532nm) =-2.24 b PA (532nm-1064nm) = Hullámhossz[nm] R= R= b AE31 (370nm-521nm) =-2.37±0.1 b AE31 (520nm-950nm) =-1.57±0.03 b PA (266nm-355nm) =-2.54 b PA (355nm-532nm) =-2.50 b PA (532nm-1064nm) = Hullámhossz[nm] R= R= λ-PAS 7λ-Aethalometer α nm α nm α nm α nm α nm Nappal Délután

29 Gáz áteresztőképesség mérése Kísérleti elrendezés Z. Filus et. al. Polymer Testing 26, (2007)

30 Gáz áteresztőképesség mérése Mérési eredmények Z. Filus et. al. Polymer Testing 26, (2007)

31 Amount of permeated H 2 S (cm 3 /m 2 ) Gáz áteresztőképesség mérése Anomális (?) diffúzió C C Time (hour)

32 Gáz áteresztőképesség mérése Mérés délibábbal 1000 bar, 120 C 1000 bar

33 Diffúziós gázáram sebessége [cm Gáz áteresztőképesség mérése Diffúziós anyagtranszport a szénhidrogén bányászatban 3 /m 2 /perc] kiszárított 5 percig áztatott 15 órán át áztatott Idő [óra] Kőzetminták mérése

34 Diffúziós gázáram sebessége [cm Gáz áteresztőképesség mérése Diffúziós anyagtranszport a szénhidrogén bányászatban 3 /m 2 /perc] C 75 C 150 C Idő [óra] Cementminták

35 További eredmények Fotoakusztika O 3 mérő (0,1 ppb) Glikol víztartalmának mérése Glikol és földgáz BTEX tartalmának mérése Biogáz analizátor

36 Tervek: Fotoakusztika Gombaölő szerek mérése Bőrgyógyászati alkalmazások Halitózis vizsgálata (H 2 S) Optikai mikrofon fejlesztése

37 Ablatív aeroszol generálás Kísérleti elrendezés Kalibráció grafittal T. Ajtai et. al. Appl. Phys. accepted

38 Ablatív aeroszol generálás Eltérés az UV tartományban T. Ajtai et. al. Appl. Phys. accepted

39 Optikai szonda

40 Optikai szonda Probléma: savkoncentráció idő és helyfüggő mérése akkumulátorokban Megoldás: miniatűr optikai szonda G. Gajdátsy et. al. Rev. Sci. Instr. 80 (2009) (4pp)

41 Optikai szonda Eredmények G. Gajdátsy et. al. Rev. Sci. Instr. 80 (2009) (4pp)

42 Küzdelem a fényelhajlással: tomografikus optikai mikroszkóp

43 CT működési elve

44 F

47 Tomografikus optikai mikroszkóp Működési elv G. Gajdátsy et. al. J. Opt. 12 (2010) (8pp)

48 Tomografikus optikai mikroszkóp Kísérleti elrendezés G. Gajdátsy et. al. J. Opt. 12 (2010) (8pp)

49 Tomografikus optikai mikroszkóp Eredmények G. Gajdátsy et. al. J. Opt. 12 (2010) (8pp)

Hasonló dokumentumok

FOTOAKUSZTIKUS ELVEN MŰKÖDŐ MÉRŐMŰSZEREK FEJLESZTÉSE ÉS GYAKORLATI ALKALMAZHATÓSÁGÁNAK BEMUTATÁSA

FOTOAKUSZTIKUS ELVEN MŰKÖDŐ MÉRŐMŰSZEREK FEJLESZTÉSE ÉS GYAKORLATI ALKALMAZHATÓSÁGÁNAK BEMUTATÁSA Doktori (Ph.D.) értekezés tézisei Huszár Helga Témavezetők: Dr. Szabó Gábor Egyetemi tanár, az MTA Levelező