[發明專利]基于二極管激光的汞氣連續監測裝置及監測方法

有效

• 申請號: 201210055105.8
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN102590097A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 婁秀濤;袁承勛;瑞小川;張治國;吳少華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/85
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種基于二極管激光的汞氣連續監測裝置，其特征在于：它由信號發生器(1)、第一激光二級管控制器(2-1)、第二激光二級管控制器(2-2)、第一激光二極管(3-1)、第二激光二極管(3-2)、第一反射鏡(4)、二向色鏡(5)、第一凸透鏡(6)、BBO晶體(7)、第二凸透鏡(8)、分光棱鏡(9)、第二反射鏡(10)、分光鏡(11)、樣品池(12-1)、參考池(12-2)、第一濾光片(13-1)、第二濾光片(13-2)、第一探測器(14-1)、第二探測器(14-2)和數據采集分析器(15)組成，

第一激光二級管控制器(2-1)的控制信號輸出端連接第一激光二極管(3-1)的控制信號輸入端，第一激光二極管(3-1)發射的激光束入射至二向色鏡(5)的正面，

信號發生器(1)用于產生鋸齒波或三角波的控制信號，信號發生器(1)的控制信號輸出端連接第二激光二級管控制器(2-2)的控制信號輸入端，第二激光二級管控制器(2-2)的控制信號輸出端連接第二激光二極管(3-2)的控制信號輸入端，第二激光二極管(3-2)發射的激光束經第一反射鏡(4)反射后入射至二向色鏡(5)的反面，

二向色鏡(5)正面入射光束的透射光束與二向色鏡(5)反面入射光束的反射光束重疊共線后入射至第一凸透鏡(6)，經第一凸透鏡(6)匯聚的光束入射至BBO晶體(7)，經該BBO晶體(7)透射的激光束經過第二凸透鏡(8)準直后入射至分光棱鏡(9)，該分光棱鏡(9)分離出的紫外激光束經第二反射鏡(10)反射后入射至分光鏡(11)，再經該分光鏡(11)分為透射光束和反射光束，

分光鏡(11)的透射光束經過樣品池(12-1)和第一濾光片(13-1)后，被第一探測器(14-1)的光探測面接收，第一探測器(14-1)的信號輸出端連接數據采集分析器(15)樣品信號輸入端，

分光鏡(11)的反射光束經過參考池(12-2)和第二濾光片(13-2)后，被第二探測器(14-2)的光探測面接收，第二探測器(14-2)的信號輸出端連接數據采集分析器(15)參考信號輸入端；

BBO晶體(7)設置于第一凸透鏡(6)和第二凸透鏡(8)的焦平面上；

參考池(12-2)中的介質為常溫常壓下汞的飽和蒸氣。

2.根據權利要求1所述的基于二極管激光的汞氣連續監測裝置，其特征在于：第一激光二極管(3-1)發射的激光束波長λ₁和第二激光二極管(3-2)發射的激光束波長λ₂滿足1/λ₁+1/λ₂＝1/254的關系，所述波長的單位為nm；

二向色鏡(5)對第一激光二極管(3-1)發射的激光束的透過率大于90％，二向色鏡(5)對第二激光二極管(3-2)發射的激光束的反射率大于90％。

3.根據權利要求1或2所述的基于二極管激光的汞氣連續監測裝置，其特征在于：參考池(12-2)中汞蒸氣的濃度與參考池中的光程長度的乘積為50μg/m²～500μg/m²。

4.根據權利要求3所述的基于二極管激光的汞氣連續監測裝置，其特征在于：第一濾光片(13-1)和第二濾光片(13-2)對入射光束的透過波長均為254nm，第一濾光片(13-1)和第二濾光片(13-2)的帶寬均小于20nm，

第一濾光片(13-1)和第二濾光片(13-2)在254nm波長處和400nm-800nm波段的透過率之比均大于10³。

5.根據權利要求4所述的基于二極管激光的汞氣連續監測裝置，其特征在于：第一凸透鏡(6)和第二凸透鏡(8)的焦距在2cm～10cm范圍內；

分光鏡(11)為半反射半透射的分束鏡。

6.根據權利要求5所述的基于二極管激光的汞氣連續監測裝置，其特征在于：BBO晶體(7)在垂直于光束傳播方向的面積介于25mm²至100mm²之間，BBO晶體(7)在沿著光束傳播方向的長度大于7mm并且小于20mm。