УДК 621.373.826
АНАЛИЗАТОР ВЫДЫХАЕМОГО ВОЗДУХА:БОРЬБА С ШУМАМИ И ПОМЕХАМИ
Е. Ю. Хаджийская, аспирант РТУ МИРЭА, базовая кафедра № 343 ИОФ РАН, Москва, Россия;
orcid.org/0000-0002-9115-9871, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Е. В. Степанов, д.ф.-м.н, профессор, заведующий отделом ИОФ РАН, Москва, Россия;
orcid.org/0000-0002-9297-4093, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Рассмотрен метод повышения чувствительности регистрации слабого резонансного поглощения в выдыхаемом воздухе с использованием перестраиваемых диодных лазеров (ПДЛ) в импульсно-периодическом режиме. Цель работы – минимизация влияния белого шума и интерференционных помех при измерении изотопного состава углекислого газа (δ13CO2) в дыхательных пробах. Описаны характеристики используемого ПДЛ с распределённой обратной связью, методы подавления шумов и повышения точности измерений, включающие аппаратные (накопление сигнала, дифференцирование, интегрирование, отбор лазеров, юстировка оптической схемы) и программные подходы (фурье-фильтрация и программное дифференцирование). Проведены экспериментальные исследования зависимости отношения сигнал-шум от числа отражений лазерного луча и количества накоплений. Установлено, что при числе отражений 6 и 200 накоплениях достигается оптимальный баланс между увеличением оптической длины пути и снижением интерференционных искажений. Полученные результаты подтверждают эффективность предложенного подхода и демонстрируют перспективность применения ПДЛ для неинвазивного анализа изотопного состава выдыхаемого воздуха с высокой точностью и чувствительностью.
Ключевые слова: перестраиваемый диодный лазер, импульсно-периодический режим, δ13CO2, выдыхаемый воздух, шумы, фурье-фильтрация, газоанализ.