申请/专利权人：哈尔滨工业大学

申请日：2024-02-22

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN117825291A

主分类号：G01N21/17

分类号：G01N21/17

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.23#实质审查的生效;2024.04.05#公开

摘要：本发明公开了一种基于压电陶瓷音叉的光声光谱痕量气体检测装置及方法，利用压电陶瓷音叉探测气体分子吸收激光后所产生的光声信号，待测气体充满压电陶瓷音叉叉指间隙，经频率调制的激光器发出的激光经准直聚焦后传输至压电陶瓷音叉叉指间隙，聚焦点附近的气体分子吸收光能后跃迁至激发态，其中部分气体分子通过热弛豫过程回到基态，并向外发射声波，声波强度与气体浓度成正比。声波在音叉表面施加压力，进而产生压电效应。音叉两端接至信号解调单元，信号解调单元解调出二次谐波信号，基于此，最终可获得气体浓度与解调出二次谐波信号峰值电压之间的关系曲线，实现气体检测的功能。

主权项：1.一种基于压电陶瓷音叉的光声光谱痕量气体检测装置，其特征在于所述装置包括可调谐半导体激光器、激光光束准直单元、前光束聚焦透镜、压电陶瓷音叉、气室、后光束聚焦透镜、检测气体、计算机、信号解调单元、信号发生器和激光器控制单元，其中：所述信号发生器产生的高频正弦波和低频锯齿波叠加后被送入激光器控制单元，激光器控制单元通过控制可调谐半导体激光器的工作温度和工作电流，改变可调谐半导体激光器的输出波长及其输出功率，可调谐半导体激光器输出的激光光束被激光光束准直单元准直后经前光束聚焦透镜聚焦至位于气室内的压电陶瓷音叉的叉指间隙，而后激光光束经过后光束聚焦透镜出射，在前光束聚焦透镜焦点附近的检测气体分子被激光光束激发至高能态，随后热弛豫向周围释放声波，声波作用于压电陶瓷音叉两叉指致使其产生振动，其振动由于压电效应产生周期性电压，电压信号经压电陶瓷音叉传输至信号解调单元并被检测，将解调得到的数据输入计算机内进行最终处理，以获得气体浓度与电压信号的关系。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨工业大学 基于压电陶瓷音叉的光声光谱痕量气体检测装置及方法

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