Stickstoffmonoxid ist ein sehr giftiges und umweltschädliches Gas, das in der Medizin zur Diagnose von Asthma bronchiale anhand einer Atemgasanalyse genutzt werden kann. In dieser Arbeit wurde ein Stickstoffmonoxid-Detektor auf Basis der photoakustischen Spektroskopie realisiert, der die Grundlage zur Umweltanalyse und medizinischen Diagnose bildet. Hierzu kamen gepulste distributed feedback Quantenkaskadenlaser zur Anregung der Moleküle bei einer Wellenlängen von 5,2 µm zum Einsatz. Durch ihren Betrieb nahe Raumtemperatur ermöglichen sie einen mobilen und kompakten Aufbau. Als Probenkammer wurde eine zylindrische Messzelle aus Teflon eingesetzt, die einen Betrieb im Durchfluss bis 600 ml/min erlaubt. Der Einfluss der Betriebsparameter des gepulsten Lasers auf die Selektivität und Sensitivität des Systems wurden eingehend untersucht und optimiert. Für die bei der Photoakustik geforderte Modulation wurden zudem drei Methoden bezüglich ihrer Sensitivität und Selektivität verglichen. Mit einer mittleren Leistung von 360 µW wurde eine Nachweisgrenze von 69 ppb bei einem Signal-zu-Rauschverhältnis von 1 erreicht, die drei Größenordnungen unterhalb des Arbeitsplatzgrenzwertes liegt.

Autorentext

Jahrgang 1976; Studium der Physikalischen Technik, Fachhochschule Münster; 2004-2006 Industrietätigkeit, Entwicklung infrarotspektroskopischer Gassensoren; 2006-2010 Forschungstätigkeit, Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg; 2010 Promotion; seit 2010 Industrietätigkeit bei Bruker Optik, Entwicklung von FT-IR- und Laserspektrometern.

Klappentext

Stickstoffmonoxid ist ein sehr giftiges und umweltschädliches Gas, das in der Medizin zur Diagnose von Asthma bronchiale anhand einer Atemgasanalyse genutzt werden kann. In dieser Arbeit wurde ein Stickstoffmonoxid-Detektor auf Basis der photoakustischen Spektroskopie realisiert, der die Grundlage zur Umweltanalyse und medizinischen Diagnose bildet. Hierzu kamen gepulste distributed feedback Quantenkaskadenlaser zur Anregung der Moleküle bei einer Wellenlängen von 5,2 µm zum Einsatz. Durch ihren Betrieb nahe Raumtemperatur ermöglichen sie einen mobilen und kompakten Aufbau. Als Probenkammer wurde eine zylindrische Messzelle aus Teflon eingesetzt, die einen Betrieb im Durchfluss bis 600 ml/min erlaubt. Der Einfluss der Betriebsparameter des gepulsten Lasers auf die Selektivität und Sensitivität des Systems wurden eingehend untersucht und optimiert. Für die bei der Photoakustik geforderte Modulation wurden zudem drei Methoden bezüglich ihrer Sensitivität und Selektivität verglichen. Mit einer mittleren Leistung von 360 µW wurde eine Nachweisgrenze von 69 ppb bei einem Signal-zu-Rauschverhältnis von 1 erreicht, die drei Größenordnungen unterhalb des Arbeitsplatzgrenzwertes liegt.