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原文传递 利用光声光谱法检测溴甲烷气体浓度的系统及方法
专利名称: 利用光声光谱法检测溴甲烷气体浓度的系统及方法
摘要: 本发明提出的一种利用光声光谱法检测溴甲烷气体浓度的方法及系统,包括锑化物激光器光源、斩波器、光声池、微音器及信号处理单元;其中锑化物激光器光源连接斩波器,设置在光声池一侧;微音器设置在光声池的底部,激光器光源发射到斩波器,通过斩波器切光,形成调制光;锑化物激光器发射光形成窄带可调制光谱,照射入光声池。本发明有高灵敏度、高稳定性、屏蔽干扰性好并且装置体积小的长处。光声光谱法测溴甲烷的原理无需添加任何化学物质,且此发明方法一次出厂标定校准后,光学结构稳定,无需做二次或多次校准,也避免了电导率法的缺点。
专利类型: 发明专利
国家地区组织代码: 江苏;32
申请人: 江苏舒茨测控设备股份有限公司
发明人: 陈默;安德里亚斯·何斯特;李茂
专利状态: 有效
申请号: CN201910003871.1
公开号: CN109490215A
代理机构: 常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙) 32231
代理人: 滕诣迪
分类号: G01N21/17(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N21
申请人地址: 215513 江苏省苏州市常熟市江南大道59号中关村科技城15幢
主权项: 1.一种利用光声光谱法检测溴甲烷气体浓度的方法,斩波器(2)、光声池(3)、微音器(4)及外围电路,其中光源(1)连接斩波器(2);配置于光声池(3)一侧;微音器(4)内嵌于光声池(3)的底部;再由外围电路内的锁相放大器放大电信号后送入数据采集电路,其特征在于,采用锑化物激光器光源(1)并按照以下步骤完成溴甲烷残留浓度的定量分析检测:步骤1、当光束以声频调制时,气压便以同样的频率被调制而形成声波,对于工作在低频非共振状态下的光声信号的振幅表示为:其中为气体的吸收系数,Pa为气体的分压,为气体的比热容比,/Cv,为光的调制频率,为消激励寿命,I为光束强度,其中r为光子的径向距离;W为光斑半径,V为光声池(3)的体积,i为虚数单位;步骤2、对于光声池(3),采用非谐振圆柱体结构,在气体弱吸收的情况下,可以认为光强I在光声池(3)内分布均匀,即I(r,w)=I(w);再设置光束的功率为W,则I=Wl/V,其中l为光声池(3)的长度,V为体积;对式(1)内的光强进行空间积分后可以得出:由式(2)式可以看出,减小光声池(3)腔体的横截面有利于获得更高的光声信号振幅;步骤3、采用利用硅薄膜来检测声压的硅微微音器,在芯片上集成一个模数转换器,形成具有数字输出的微音器;将此硅微微音器的声电转换系数代入式(2)中即可得到光声信号的振幅式(3)中可以看出,光束的调制频率越低光声信号振幅越大,由于被测浓度C为气体的分压比,C=Pa/P0,将此式代入式(3)即可计算出最终被测的气体浓度。
所属类别: 发明专利
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