一种痕量气体浓度检测方法

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	一种痕量气体浓度检测方法
其他题名	一种痕量气体浓度检测方法
	马欲飞; 何应; 于欣
	2018-09-04
专利权人	哈尔滨工业大学
公开日期	2018-09-04
授权国家	中国
专利类型	发明申请
摘要	本发明实施例涉及一种痕量气体检测的方法，包括沿光束传播方向依次设置的半导体激光器(1)、激光准直聚焦系统(2)、石英谐振器(3)、阻抗放大器(4)、控制与数据采集系统(5)、计算机(6)。半导体激光器(1)输出激光经激光准直聚焦系统(2)聚焦后沿石英谐振器(3)的宽度面传输，气体分子吸收激光后产生的声波直接作用到石英谐振器(3)的宽度面上。石英谐振器(3)受到声波激励后产生的压电信号传输至阻抗放大器(4)并由控制与数据采集系统(5)与计算机(6)进行信号解调与后处理。本方法能够快速检测出大气环境中存在多种痕量气体。
其他摘要	本发明实施例涉及一种痕量气体检测的方法，包括沿光束传播方向依次设置的半导体激光器(1)、激光准直聚焦系统(2)、石英谐振器(3)、阻抗放大器(4)、控制与数据采集系统(5)、计算机(6)。半导体激光器(1)输出激光经激光准直聚焦系统(2)聚焦后沿石英谐振器(3)的宽度面传输，气体分子吸收激光后产生的声波直接作用到石英谐振器(3)的宽度面上。石英谐振器(3)受到声波激励后产生的压电信号传输至阻抗放大器(4)并由控制与数据采集系统(5)与计算机(6)进行信号解调与后处理。本方法能够快速检测出大气环境中存在多种痕量气体。
主权项	一种痕量气体检测的方法，其特征在于包括如下步骤： S100：半导体激光器(1)输出中心波长为1528nm的检测激光，激光波长随注入电流的调谐系数为-0.025cm-1/mA，温度系数为-0.43cm-1/℃； S200：所述激光经准直聚焦系统(2)后沿石英谐振器(3)叉股宽面依次通过第一叉股和第二叉股，以使得面外摆动最大正应力σmax满足如下关系： σmax＝6qωl/hb 其中，q为叉股宽度面所受声波作用的载荷，ω为光束直径，l、b、h分别为叉股长度、宽度与厚度；石英音叉共振频率f0满足如下关系：其中，n为音叉受力面尺寸，E为杨氏模量，为材料密度； S300：目标探测气体吸收调制的激光后，气体局部产生温度以及压力的变化，进而形成一种频率与所述石英谐振器(3)共振频率相等的声波信号；处于所述石英谐振器(3)叉股附近的声波直接作用在所述石英谐振器(3)叉股宽度面上并激励所述石英谐振器(3)形成面外摆动； S400：所述石英谐振器(3)探测到声波信号随之产生压电电流信号，该信号由阻抗放大器(4)进行放大后传输至控制与数据采集系统(5)； S500：所述控制与数据采集系统(5)检测所述石英谐振器(3)的共振频率，并将数据传输到计算机(6)，所述计算机(6)通过一定算法反馈控制信号到所述控制与数据采集系统(5)，所述控制与数据采集系统(5)实时控制半导体激光器(1)的频率始终为石英谐振器(3)的共振频率，并计算得出痕量气体的浓度。
申请日期	2018-03-12
专利号	CN108489905A
专利状态	申请中
申请号	CN201810201406.4
公开（公告）号	CN108489905A
IPC 分类号	G01N21/17 \| G01N21/39
专利代理人	张文平
代理机构	北京睿驰通程知识产权代理事务所(普通合伙)
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/56959
专题	半导体激光器专利数据库
作者单位	哈尔滨工业大学
推荐引用方式 GB/T 7714	马欲飞,何应,于欣. 一种痕量气体浓度检测方法. CN108489905A[P]. 2018-09-04.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN108489905A.PDF（442KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文