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Développement d'une cavité multi spectrale compacte pour la caractérisation embarquée d'aerosols

G. LEFEVRE, J. YON, M. MAZUR

UMR 6614 CORIA, INSA de Rouen, Saint Etienne du Rouvray, France

[2022]

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Résumé

Dans cette étude, une cavité optique multispectrale (405, 450, 520 nm) permettant la mesure d'extinction et de diffusion à 90° est développée. Cette cavité a pour but d'être miniaturisée et finalement embarquée sur un drone pour des mesures résolues temporellement et spatialement afin d'étudier les panaches de fumées ou pour le monitoring de la qualité de l'air. L'une des premières étapes de ce développement, et qui est l'objet de cette étude, est la mise en place de la cavité et son étalonnage. En effet, la détermination des coefficients de réflexion des miroirs constituant la cavité et la calibration des capteurs sont une étape cruciale pour la qualité des mesures. Pour ce faire, nous avons utilisé la génération d'un aérosol « étalon » (miniCAST) en laboratoire couplée à la théorie de Rayleigh-Debye-Gans pour les agrégats fractals (RDG-FA). A termes, cette cavité permettra d'obtenir des informations sur la fraction volumique, leur taille ainsi que des informations sur leurs propriétés optiques via la dépendance spectrale de l'indice optique.


Mots clés

Nanoparticules, Cavité optique multispectrale, RDG-FA

Abstract

In this study, a multispectral optical cavity (405, 450, 520 nm) allowing the measurement of extinction and scattering at 90° is developed. This cavity is intended to be miniaturized and eventually mounted on a UAV for temporally and spatially resolved measurements to study smoke plumes or for air quality monitoring. One of the first steps in this development, which is the subject of this study, is the design and commissioning of the cavity and its calibration. Indeed, the determination of the reflection coefficients of the mirrors constituting the cavity and the calibration of the sensors are a crucial step for the quality of the measurements. For this purpose, we used the generation of a "standard" aerosol (miniCAST) in the laboratory coupled with the Rayleigh Debye Gans for Fractal Aggregates (RDG-FA) theory. In the future, this cavity will provide information on the soot volume fraction, size and optical properties through the spectral dependence of the optical index.


Keywords

Nanoparticles, Multiwavelength optical cavity, RDG-FA

DOI

10.25576/ASFERA-CFA2022-27943

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