Development of a detector for trace amount of nitrogen dioxide using light emitting diode

Development of a detector for trace amount of nitrogen dioxide using light emitting diode. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.


Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

لقد تم تطوير جهاز يعمل على مبدأ مطيافية الفرق في الامتصاص الضوئي لاستكشاف التراكيز الصغيرة من غاز ثاني اكسيد النيتروجين حيث تم كتابة برنامج اللاب فيو للتحكم وجمع القياسات كذلك تم استخدام برنامج الماثماتيكا لقراءة وتحليل القياسات. مكونات هذا الجهاز هي دايود ابيض تجاري كمصدر للضوء بالاضافة لخلية غاز بطول 15 سم ومحلل أطياف أحادي الطول الموجي متصل مع كاميرا ذات 3000 بكسل من شركة ثورلابس. تم استخدام تركيزين من الغاز هما 206 جزء بالمليون وكذلك 2.6 جزء بالمليون للتحقق من دقة القراءات حيث أن كلا التركيزين متطابقين مع تراكيز الشركة الصانعة للغاز. عند استخدام تركيز 206 جزء بالمليون وجد انحراف في القياس بحدود 0.4 % مقارنة مع تركيز الشركة الصانعة للغاز في حين أن الانحراف في حالة تركيز 2.6 جزء بالمليون كان أقل من 8 %. لقد وجد أن أقل تركيز يمكن قياسه هو 1.2 جزء بالمليون وهذا التركيز يقابل 0.6 جزء بالبليون في مسار طولي بطول 300 متر وهو تركيز أٌقل بكثير من 50 جزء بالبليون وهو الحد المسموح به للتعرض بدون اضرار.

English Abstract

A setup based on Differential Optical Absorption Spectroscopy method is developed to detect trace amount of NO2 gas. A labview program is coded to control and collect the data and a Mathematica code is written to read and analyze the data. The components of the setup are a commercial white LED used as the light source, a 15-cm gas cell, a high resolution monochromator Horriba SPEX500M, coupled to a 3000-pixel CCD line camera Thorlab LC1-USB CCD. Two NO2 gas concentrations, 206 ppm and 2.6 ppm, are used to check the performance of the setup and the measurements are found to agree very well with the quoted concentrations by the gas cylinder supplier. The deviation of the measurements from the quoted values for the case of the 206 ppm is less than 0.4 % while for the case of the 2.6 ppm is less than 8%. The detection limit is estimated to be ~ 1.2 ppm. This limit is equivalent to ~ 0.6 ppb for a path length of 300 m which is much less than the 50 ppb long-term exposure safe limit to NO2 gas

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Environmental
Department: College of Engineering and Physics > Physics
Committee Advisor: Al-Jalal, Abdul-Aziz
Committee Members: Gasmi, Khaled and Faiz, M Mohammed
Depositing User: MOCH SYARIF ROMADHON (g201202800)
Date Deposited: 18 Jun 2015 08:52
Last Modified: 01 Nov 2019 16:30