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原文传递一种基于开放式光声谐振腔的气体检测系统

专利名称：	一种基于开放式光声谐振腔的气体检测系统
摘要：	本发明公开了一种基于开放式光声谐振腔的气体检测系统，包括：光源模块，用于产生入射光；开放式光声谐振腔，连接所述光源模块，其具有通气窗口以使待测气体进入腔体内；所述开放式光声谐振腔用于根据所述入射光对腔内的所述待测气体进行照射处理以产生光声信号；信号处理模块，连接所述开放式光声谐振腔，用于将所述光声信号转换为电信号并对所述电信号进行处理以完成对所述待测气体的检测。本发明提供的基于开放式光声谐振腔的气体检测系统使用开放式共振光声池，无需光学透镜作为窗口，避免了现有的封闭式光声池由于光学窗口与激光光源相互作用而产生背景噪声的问题，提高了气体检测的灵敏度和准确度。
专利类型：	发明专利
申请人：	西安电子科技大学
发明人：	刘丽娴;邵晓鹏;章学仕;宦惠庭;张乐;马生存;程坤
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN201911414577.6
公开号：	CN111157456A
代理机构：	西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	李园园
分类号：	G01N21/17;G01N21/03;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/17;G01N21/03
申请人地址：	710000 陕西省西安市雁塔区太白南路2号
主权项：	1.一种基于开放式光声谐振腔的气体检测系统，其特征在于，包括：光源模块(1)，用于产生入射光；开放式光声谐振腔(2)，连接所述光源模块(1)，其具有通气窗口以使待测气体进入腔体内；所述开放式光声谐振腔(2)用于根据所述入射光对腔内的所述待测气体进行照射处理以产生光声信号；信号处理模块(3)，连接所述开放式光声谐振腔(2)，用于将所述光声信号转换为电信号并对所述电信号进行处理以完成对所述待测气体的检测。 2.根据权利要求1所述的气体检测系统，其特征在于，所述光源模块(1)包括可调谐激光光源(11)和机械斩波器(12)；其中，所述可调谐激光光源(11)用于产生激光；所述机械斩波器(12)连接所述可调谐激光光源(11)和所述开放式光声谐振腔(2)，用于对所述激光进行调制以产生所述入射光。 3.根据权利要求2所述的气体检测系统，其特征在于，所述开放式光声谐振腔(2)为T型光声谐振腔。 4.根据权利要求3所述的气体检测系统，其特征在于，所述开放式光声谐振腔(2)包括吸收腔(21)和共振腔(22)，其中，所述吸收腔(21)位于所述开放式光声谐振腔(2)的下部并连接所述机械斩波器(12)，用于吸收所述入射光并产生光声信号；其中，所述吸收腔(21)两端设有通气窗口；所述共振腔(22)位于所述开放式光声谐振腔(2)的上部，且垂直置于所述吸收腔(21)的正上方，与所述吸收腔(21)形成T形结构；所述共振腔(22)用于对所述光声信号进行共振放大后输出。 5.根据权利要求4所述的气体检测系统，其特征在于，所述吸收腔(21)和所述共振腔(22)均为圆柱体结构。 6.根据权利要求4所述的气体检测系统，其特征在于，所述开放式光声谐振腔(2)还包括位于所述吸收腔(21)两侧的缓冲腔(23)。 7.根据权利要求6所述的气体检测系统，其特征在于，所述缓冲腔(23)为圆柱体结构。 8.根据权利要求7所述的气体检测系统，其特征在于，所述缓冲腔(23)的直径大于或者小于所述吸收腔(21)的直径。 9.根据权利要求4所述的气体检测系统，其特征在于，所述信号处理模块(3)包括声电转换模块(31)、锁相放大器(32)以及处理器(33)；其中，所述声电转换模块(31)，连接所述开放式光声谐振腔(2)，用于将所述光声信号转换为电信号；锁相放大器(32)，连接所述机械斩波器(12)以及所述声电转换模块(31)，用于对所述电信号进行处理；处理器(33)，连接所述锁相放大器(32)，用于对处理后的所述电信号进行存储和信号分析，以完成对所述待测气体的检测。 10.根据权利要求9所述的气体检测系统，其特征在于，所述声电转换模块(31)设置于所述开放式光声谐振腔(2)的顶部，并与所述共振腔(22)连接。
所属类别：	发明专利