[發(fā)明專利]音叉式斬光器及使用該斬光器的痕量氣體測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310041478.4
• 申請(qǐng)日: 2013-02-04
• 公開（公告）號(hào): CN103149681A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董磊;賈鎖堂;尹王保
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B26/04
• 分類號(hào): G02B26/04;G02B5/00;G01N21/17;G01N21/25
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

1.一種音叉式斬光器，包括一個(gè)音叉式石英晶振（31）；所述音叉式石英晶振（31）包括一對(duì)間隔一定、相對(duì)且豎直設(shè)置的振臂（32）；所述兩個(gè)振臂（32）的底部通過(guò)一個(gè)基座相連接；音叉式石英晶振（31）的底部設(shè)有兩個(gè)電極；其特征在于，其中一個(gè)電極與信號(hào)地連接，另一個(gè)電極連接有用于輸入外部激勵(lì)的頻移電容（8）。

2.如權(quán)利要求1所述的音叉式斬光器，其特征在于還包括一個(gè)位于音叉式石英晶振（31）外部的金屬外殼（33）；所述金屬外殼（33）側(cè)壁上開有入射窗口（34）和出射窗口（35）；所述入射窗口（34）、音叉式石英晶振（31）和出射窗口（35）順次位于同一光路上；所述音叉式石英晶振（31）通過(guò)一個(gè)支座固定在金屬外殼（33）的內(nèi)底面上；金屬外殼（33）的底面設(shè)有兩個(gè)孔，音叉式石英晶振（31）的兩個(gè)電極穿過(guò)孔后分別與信號(hào)地及頻移電容（8）相連接。

3.一種痕量氣體測(cè)量裝置，包括光源（1），以及順次位于光源（1）出射光路上的光束會(huì)聚器（2）、斬光器（3）、光束準(zhǔn)直器（4）和探測(cè)系統(tǒng)（5）；還包括鎖相放大器（6）、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（7）和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（9）；函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（7）的同步輸出端和鎖相放大器（6）的同步信號(hào)輸入端連接；探測(cè)系統(tǒng)（5）的信號(hào)輸出端與鎖相放大器（6）的信號(hào)輸入端相連接；鎖相放大器（6）的信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（9）的信號(hào)輸入端相連接；其特征在于，所述斬光器（3）使用如權(quán)利要求2所述的音叉式斬光器；所述函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（7）的調(diào)制輸出端與頻移電容（8）相連接；入射窗口（34）、音叉式石英晶振（31）和出射窗口（35）順次位于光束會(huì)聚器（2）的出射光路上；光路與音叉式石英晶振（31）的位置關(guān)系應(yīng)能夠保證音叉式石英晶振（31）的振臂（32）振動(dòng)時(shí)，可以按照一定頻率遮擋或透射光路。

4.如權(quán)利要求3所述的痕量氣體測(cè)量裝置，其特征在于，所述光束會(huì)聚器（2）的出射光路穿過(guò)兩個(gè)振臂（32）之間或任一個(gè)振臂（32）的外側(cè)面附近。

5.如權(quán)利要求3或4所述的痕量氣體測(cè)量裝置，其特征在于，所述光束會(huì)聚器（2）的出射光路與兩個(gè)振臂（32）相對(duì)的側(cè)面相平行。

6.如權(quán)利要求5所述的痕量氣體測(cè)量裝置，其特征在于，所述探測(cè)系統(tǒng)（5）包括順次位于光路上的內(nèi)部為空腔的樣品池（51）和光電探測(cè)器（50），樣品池（51）上沿光路方向裝配有第二入射窗口（511）和第二出射窗口（514）；樣品池（51）上還設(shè)有進(jìn)氣口（512）和出氣口（513）；所述光電探測(cè)器（50）的信號(hào)輸出端與鎖相放大器（6）的信號(hào)輸入端相連接；所述光源（1）為分布式反饋二極管激光器，音叉式石英晶振（31）的振動(dòng)頻率為32.768kHz。

7.如權(quán)利要求5所述的痕量氣體測(cè)量裝置，其特征在于，所述探測(cè)系統(tǒng)（5）包括一個(gè)氣室（59）以及位于氣室（59）內(nèi)的第一音叉式石英晶振（56）；氣室（59）的側(cè)壁沿光路順次設(shè)有第三入射窗口（52）和第三出射窗口（55），光路穿過(guò)第一音叉式石英晶振（56）的兩個(gè)振臂之間；第一音叉式石英晶振（56）與第三入射窗口（52）之間水平設(shè)有位于光路上的第一微諧振腔（57），第一音叉式石英晶振（56）與第三出射窗口（55）之間水平設(shè)有位于光路上的第二微諧振腔（58）；第一微諧振腔（57）與第二微諧振腔（58）相鄰的一端均位于第一音叉式石英晶振（56）兩個(gè)振臂之間；氣室（59）上還設(shè)有第二進(jìn)氣口（53）和第二出氣口（54）；第一音叉式石英晶振（56）的一個(gè)電極與信號(hào)地連接，另一個(gè)電極與鎖相放大器（6）的信號(hào)輸入端相連接；所述光源（1）為分布式反饋二極管激光器，兩個(gè)音叉式石英晶振的振動(dòng)頻率均為32.768kHz。

8.如權(quán)利要求6所述的痕量氣體測(cè)量裝置，其特征在于，所述樣品池（51）的第二入射窗口（511）和第二出射窗口（514）均與光路非垂直；第二入射窗口（511）入射面與光路的反向延長(zhǎng)線所成角度為60°~85°；第二出射窗口（514）出射面與光路所成角度為60°~85°。

9.如權(quán)利要求7所述的痕量氣體測(cè)量裝置，其特征在于，所述氣室（59）的第三入射窗口（52）和第三出射窗口（55）均與光路非垂直；第三入射窗口（52）入射面與光路的反向延長(zhǎng)線所成角度為60°~85°；第三出射窗口（55）出射面與光路所成角度為60°~85°。

10.如權(quán)利要求5所述的痕量氣體測(cè)量裝置，其特征在于，所述光束會(huì)聚器（2）采用光纖接口的光束會(huì)聚器或分立光學(xué)元件透鏡組成的光束會(huì)聚器。