[發明專利]光聲吸收池及大氣顆粒物多光學參數在線測量裝置

在審

• 申請號: 201710095118.0
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106644942A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 劉強;朱文越;曹振松;黃印博;都小凡;李學彬
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/17;G01N15/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 張巧

1.一種光聲吸收池，包括共振腔，共振腔的左右兩側各設置有一個配合體，其特征在于：所述的共振腔為U型圓柱體形狀，所述的U型圓柱體形狀的共振腔豎直部分的兩個端口分別安裝揚聲器和麥克風，水平部分的中間位置安裝有光電倍增管，所述的光電倍增管的光敏面位于U型圓柱體形狀的共振腔的水平部分；所述的配合體包括緩沖腔，所述的緩沖腔通過管道與U型圓柱體形狀的共振腔的水平部分水平連接，所述的緩沖腔上還連接有聲過濾腔以及樣品口。

2.根據權利要求1所述的一種光聲吸收池，其特征在于：所述共振腔的直徑滿足入射光的完整穿過要求，水平長度為聲波1/2波長，豎直部分長度為聲波1/4波長。

3.根據權利要求1所述的一種光聲吸收池，其特征在于：所述緩沖腔和聲過濾腔的直徑與共振腔的直徑相同，長度均為聲波1/4波長。

4.根據權利要求1所述的一種光聲吸收池，其特征在于：所述的連接緩沖腔與U型圓柱體形狀的共振腔的水平部分的管道直徑小于緩沖腔和共振腔的直徑。

5.根據權利要求1所述的一種光聲吸收池，其特征在于：所述的聲過濾腔以及樣品口垂直緩沖腔設置。

6.采用權利要求1-5任一項所述的光聲吸收池搭建的在線測量大氣顆粒物多光學參數的裝置，其特征在于：還包括激光器、光電探測器、光纖調整架、光陷阱、信號發生器、鎖相放大器、計算機、流量控制器、采樣泵；所述的采樣泵連接光聲吸收池的樣品口實現光聲吸收池內大氣顆粒物的抽運采樣，采樣流量由流量控制器控制；所述的信號發生器輸出的方波信號分為三路，一路輸入激光器作為調制信號，一路輸入光聲吸收池上的揚聲器作為驅動信號，一路輸入鎖相放大器作為外部參考信號，所解調信號由計算機采集儲存；激光器輸出的光經光纖分束器分光，功率占比低的一束光連接光電探測器并傳輸至計算機作為激光功率信號儲存處理，功率占比大的一束光經光纖調整架調整后射入光聲吸收池與光聲吸收池內的大氣顆粒物相互作用，產生的反應大氣顆粒物吸收入射光的光聲信號被光聲吸收池上的麥克風接收，并被連接麥克風的鎖相放大器解調后傳輸給計算機存儲處理獲得大氣顆粒物的吸收系數；同時產生的反應大氣顆粒物散射入射光的光電信號被光電倍增管接收并傳輸給計算機存儲處理獲得大氣顆粒物的散射系數，同時由光聲吸收池出射的光由光陷阱收集，經過計算機的進一步處理實現同一空間內大氣顆粒物單次散射反照率的在線測量。

7.采用權利要求6所述的裝置實現大氣顆粒物多光學參數在線測量方法，其特征在于：由安裝在光聲吸收池上的麥克風以及光電倍增管實時對位于同一光聲吸收池內的大氣顆粒物與激光相互作用產生的光聲信號以及散射信號同時進行采集，采集信號由計算機儲存處理分別獲得大氣顆粒物的吸收系數和散射系數，大氣顆粒物的吸收系數和散射系數之和為大氣顆粒物的消光系數，散射系數比消光系數得到大氣顆粒物的單次散射反照率，實現大氣顆粒物多個光學參數的在線測量。