[發明專利]一種基于開放式光聲諧振腔的氣體檢測系統

有效

• 申請號: 201911414577.6
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111157456B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 劉麗嫻;邵曉鵬;章學仕;宦惠庭;張樂;馬生存;程坤
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/03
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 李園園

1.一種基于開放式光聲諧振腔的氣體檢測系統，其特征在于，包括：

光源模塊(1)，用于產生入射光；

開放式光聲諧振腔(2)，連接所述光源模塊(1)，其具有通氣窗口以使待測氣體進入腔體內；所述開放式光聲諧振腔(2)用于根據所述入射光對腔內的所述待測氣體進行照射處理以產生光聲信號；

信號處理模塊(3)，連接所述開放式光聲諧振腔(2)，用于將所述光聲信號轉換為電信號并對所述電信號進行處理以完成對所述待測氣體的檢測；

其中，所述開放式光聲諧振腔(2)為T型光聲諧振腔，其包括吸收腔(21)和共振腔(22)，且所述吸收腔(21)和所述共振腔(22)均為圓柱體結構；

所述吸收腔(21)的兩端為開放式結構，并作為通氣窗口，所述吸收腔(21)用于通過上述通氣窗口吸收入射光并產生光聲信號，其位于所述開放式光聲諧振腔(2)的下部；

所述共振腔(22)位于所述開放式光聲諧振腔(2)的上部，且垂直置于所述吸收腔(21)的正上方，與所述吸收腔(21)形成T形結構；所述共振腔(22)用于對所述光聲信號進行共振放大后輸出。

2.根據權利要求1所述的氣體檢測系統，其特征在于，所述光源模塊(1)包括可調諧激光光源(11)和機械斬波器(12)；其中，

所述可調諧激光光源(11)用于產生激光；

所述機械斬波器(12)連接所述可調諧激光光源(11)和所述吸收腔(21)，用于對所述激光進行調制以產生所述入射光。

3.根據權利要求1所述的氣體檢測系統，其特征在于，所述開放式光聲諧振腔(2)還包括位于所述吸收腔(21)兩側的緩沖腔(23)。

4.根據權利要求3所述的氣體檢測系統，其特征在于，所述緩沖腔(23)為圓柱體結構。

5.根據權利要求4所述的氣體檢測系統，其特征在于，所述緩沖腔(23)的直徑大于或者小于所述吸收腔(21)的直徑。

6.根據權利要求1所述的氣體檢測系統，其特征在于，所述信號處理模塊(3)包括聲電轉換模塊(31)、鎖相放大器(32)以及處理器(33)；其中，

所述聲電轉換模塊(31)，連接所述開放式光聲諧振腔(2)，用于將所述光聲信號轉換為電信號；

鎖相放大器(32)，連接所述機械斬波器(12)以及所述聲電轉換模塊(31)，用于對所述電信號進行處理；

處理器(33)，連接所述鎖相放大器(32)，用于對處理后的所述電信號進行存儲和信號分析，以完成對所述待測氣體的檢測。

7.根據權利要求6所述的氣體檢測系統，其特征在于，所述聲電轉換模塊(31)設置于所述開放式光聲諧振腔(2)的頂部，并與所述共振腔(22)連接。