Tədqiqatçılar ətraf havada hidrogen qazının çox aşağı konsentrasiyalarını dəqiq ölçə bilən yeni portativ Raman analizatoru hazırlayıblar. Alət qazın alışqanlığı və qapalı məkanlarda toplanma meyli səbəbindən ciddi təhlükəsizlik riskləri yaradan hidrogen sızmalarını aşkar etmək üçün faydalı ola bilər.

Cənubi Florida Universitetinin tədqiqat qrupunun rəhbəri Andreas Muller, ” Hidrogen nəqliyyat, istilik və enerji istehsalı üçün perspektivli yanacaq kimi tanındıqca , təhlükəsizliyin təmin edilməsi və itkilərin minimuma endirilməsi daha da vacib olur” dedi.

“Hidrogen boru kəmərlərində və ya saxlama çənlərindəki kiçik çatlardan sıza bilər və sənaye şəraitində bu sızmaların aşkarlanması çox vaxt mənbəyə yaxından yanaşmağı tələb edir. Bizim Raman analizatorumuz uzaqdan sızmanı müəyyən etmək üçün ətrafdakı hidrogen konsentrasiyasında kiçik dəyişiklikləri hiss edə bilər.”

“Applied Optics ” jurnalında dərc edilmiş tədqiqatçılar göstəriblər ki, alət bir neçə dəqiqə ərzində ətraf havada milyonda 1 hissədən çox aşağı hidrogen konsentrasiyasını aşkarlaya bilir və beləliklə, bir neçə metr uzaqlıqdakı mənbədən dəqiqədə bir neçə yüz mililitrlik sızıntını müəyyən edə bilir.

“Bizim çox yönlü alətlərimiz müxtəlif sənaye və elmi tətbiqlərdə, o cümlədən Yer səthinin altında mövcud olan əhəmiyyətli hidrogen ehtiyatlarının kəşfiyyatında faydalı ola bilər” dedi Müller. “Sistem, məsələn, tibbi tətbiqlər üçün faydalı ola biləcək eyni dərəcədə aşağı konsentrasiyalarda bir çox digər analitikləri aşkar etmək üçün optimallaşdırıla bilər.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1745569696&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-portable-raman-hydrogen-leaks-distance.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNS4wLjcwNDkuMTE1Il0sWyJOb3QtQS5CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiXV0sMF0.&dt=1745569696639&bpp=1&bdt=140&idt=35&shv=r20250423&mjsv=m202504210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745569415%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745569415%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745569415%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7081199075383&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1824&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31091983%2C95357878%2C95359116%2C31090357&oid=2&pvsid=5589747168836247&tmod=862928922&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=39

Portativ iz qazının aşkarlanması

Ətraf havada hidrogen qazının çox aşağı konsentrasiyalarını ölçmək çətindir, çünki hidrogen yüngül, rəngsiz və qoxusuz qazdır və tez dağılır. Bundan əlavə, fon qazlarının müdaxiləsi olmadan iz miqdarını götürmək üçün aşkarlama metodunun həssaslığı və dəqiqliyi son dərəcə yüksək olmalıdır. Bugünkü portativ hidrogen sensorları kimyəvi olaraq etiketlənmiş səthlərdə dolayı elektrokimyəvi və ya elektromexaniki dəyişikliklərə etibar edirlər və çox aşağı konsentrasiyaları dəqiq ölçə bilmirlər.

Bu məhdudiyyətləri aradan qaldırmaq üçün tədqiqatçılar materialdan unikal optik siqnallar istehsal etmək üçün işıqdan istifadə edən və maddələrin qeyri-invaziv identifikasiyası və ölçülməsinə imkan verən Raman səpilməsinə əsaslanan yeni portativ alət hazırladılar.

Raman səpilməsi mayelərin və bərk maddələrin təhlili üçün kommersiya məqsədləri üçün istifadə edilsə də, qazın aşağı konsentrasiyalarının aşkarlanması üçün tətbiqi Raman səpilmə siqnalını gücləndirmək üçün bir yol tələb edir, adətən laboratoriyadan kənarda həyata keçirmək çətindir.

Tədqiqatçılar yeni işdə çox keçidli boşluqların gücləndirilməsindən istifadə edən Raman analizatoru dizayn ediblər, bu təkmilləşdirmə növü, narahatlıqları özünəməxsus şəkildə bağışlayan və işləmək üçün xüsusi lazerlər və ya sabitləşdirmə üsulları tələb etmir.

“Biz əvvəllər laboratoriyada Raman iz qaz analizatorlarını tədqiq etdik, lakin portativ versiyanın tətbiqi bir neçə mühəndislik yeniliklərini tələb etdi” dedi Müller. “Yeni Raman analizatorumuz açıq mühitləri idarə edə və ağlabatan forma faktoru və enerji istehlakı ilə mənbə ətrafında hidrogen konsentrasiyasının dəqiqəlik dəyişikliklərini xəritəyə ala bilər.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Raman analizini kənara çıxarmaq

Portativ Raman qaz analizatorunu qurmaq üçün tədqiqatçılar bir neçə vatt yüksək çıxış gücü və 0,1 nm-dən az olan dar xəttin eni ilə 442 nm-də şüa yayan lazerdən istifadə etdilər. Onlar həmçinin ətraf mühitdəki temperatur dəyişiklikləri səbəbindən yanlış hizalanmaya məruz qalmayan çox keçidli boşluq yaratdılar. Ən başlıcası, kifayət qədər sahə muxtariyyəti üçün lazer və spektrometrin hər biri 10 vattdan az enerji sərf etməli idi.

Cənubi Florida Universitetinin aspirantı Charuka Arachchige, hidrogen mənbəyindən zaman və məsafə üzrə hidrogen konsentrasiyalarının xəritəsini çəkməklə alətin müxtəlif mühitlərdə sabitliyini və uyğunlaşma qabiliyyətini qiymətləndirmək səylərinə rəhbərlik etmişdir.

Laboratoriya şəraitində hidrogenin yığılması və parçalanması səciyyələndirildikdən sonra o, cihazın həssaslığını və dayanıqlığını qiymətləndirmək üçün müxtəlif ətraf mühit şəraitində onu mənbədən 8 metr məsafədən başlayaraq, üç fərqli yerdə – laboratoriya otağı, atrium və açıq havada – məsafənin funksiyası kimi ölçdü.

Tapıntılar üstünlük təşkil edən ətraf mühit amillərinin təsiri ilə bütün yerlərdə hidrogen konsentrasiyasında ardıcıl dəyişiklikləri nümayiş etdirdi. Onlar həmçinin, hətta açıq hava şəraitində belə, bir neçə metr məsafədən ətrafdakı səviyyədən milyardda 63 hissə yüksək hidrogen səviyyələrini aşkar edə bildilər. Bu, kiçik sızmaların uzaqdan aşkar edilə biləcəyini nümayiş etdirdi.

Tədqiqatçılar alətin aşkarlama həddini, qeyd sürətini və yığcamlığını təkmilləşdirməyə davam edirlər.

Daha çox məlumat: Charuka Muktha Arachchige et al, Portativ Raman hidrogen konsentrasiyasının bir milyarda hissə həssaslığı ilə xəritəsi, Tətbiqi Optika (2025). DOI: 10.1364/AO.558965

Optica tərəfindən təmin edilmişdir