雷射與聲納相結合 美國科學家研製出低成本飲用水檢測儀器

2020-12-06 儀器網

人們的生產生活最離不開的就是水資源,它是一切生物得以繁衍生息的基礎資源。生活飲用水水質的優劣與人類健康密切相關。水質的檢測反映水質狀況的綜合指標,如溫度、色度、濁度、pH值、電導率、懸浮物、溶解氧、化學需氧量和生化需氧量等;水中是否含有毒物質,如酚、氰、砷、鉛、鉻、鎘、汞和有機農藥等。

近日,美國科研團隊首次將雷射與聲納技術相結合,研發了一種新的飲用水檢測儀器。研究團隊使用低成本的雷射洗紋身機器,該機器可發射10納秒的雷射閃光。閃光順著光纖電纜傳播開來。電纜的另一頭覆蓋著電氣膠帶,浸入檢測的水樣之中。雷射加熱膠帶,發出聲波脈衝,聲波在液體中穿梭,如果水中有其他物質,聲波就會減慢速度,麥克風測量聲波經過的時間,從而得知水中是否存在汙染物質。

目前,這項研究還在進一步發展。期待不久的將來這種低成本的檢測儀能為人們服務。

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聲納技術,是一種利用聲波在水下的傳播特性,通過電聲轉換和信息處理,完成水下探測和通訊任務的電子設備。聲波是觀察和測量的重要手段。它有主動式和被動式兩種類型,屬於聲學定位的範疇。聲吶是利用水中聲波對水下目標進行探測、定位和通信的電子設備,是水聲學中應用最廣泛、最重要的一種裝置。,目前已經發展成探測、偵察、導航、定位、探雷和通信等等。

雷射技術,被廣泛應用是因為它的特性。雷射幾乎是一種單色光波,頻率範圍極窄,又可在一個狹小的方向內集中高能量,因此利用聚焦後的雷射束可以對各種材料進行打孔。以紅寶石雷射器為例,它輸出脈衝的總能量不夠煮熟一個雞蛋,但卻能在3毫米的鋼板上鉆出一個小孔。雷射擁有上述特性,並不是因為它有與別的光不同的光能,而是它的功率密度十分高,這就是雷射被廣泛應用的原因。

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