• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 7
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩稳定条件: 三通道声学谐振腔光声光谱传感装置.pdf

    关 键 词:
    通道 声学 谐振腔 声光 传感 装置
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    摘要
    申请专利号:

    CN201510096806.X

    申请日:

    2015.03.04

    公开号:

    CN104697933A

    公开日:

    2015.06.10

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 21/17申请日:20150304|||公开
    IPC分类号: G01N21/17 主分类号: G01N21/17
    申请人: 中国科学院合肥物质科学研究院
    发明人: 刘锟; 谈图; 汪磊; 王贵师; 朱公栋; 梅教旭; 高晓明
    地址: 230031安徽省合肥市蜀山湖路350号2号楼1110信箱
    优先权:
    专利代理机构: 合肥和瑞知识产权代理事务所(普通合伙)34118 代理人: 任岗生
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510096806.X

    授权公告号:

    104697933B||||||

    法律状态公告日:

    2017.06.16|||2015.07.08|||2015.06.10

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种三通道声学谐振腔光声光谱传感装置。它包括依次与激光器电连接的激光控制器(2)和控制信号源,以及与激光器光路同轴的连通有声导管的管状声学谐振腔、置于声导管端口的其输出端电连接锁相放大器(6)的声学传感器(5),特别是激光器、激光控制器(2)和作为控制信号源的信号发生器(1)均为三个,管状声学谐振腔由圆柱体(7)中的、其管状腔轴线均与圆柱体(7)轴线平行的三个谐振腔组成,三个声导管的管端口均位于声学传感器(5)的传感面上,锁相放大器(6)的三个通道分接信号发生器(1)的三个信号输出端,用于由参考信号解调出声学传感器(5)感知的三路光声光谱信号。它能同步实时测量气体中的三种组分。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种三通道声学谐振腔光声光谱传感装置,包括依次与激光器电连接 的激光控制器(2)和控制信号源,以及与激光器光路同轴的连通有声导管的 管状声学谐振腔、置于声导管端口的声学传感器(5)、与声学传感器(5)输 出端电连接的锁相放大器(6),其特征在于:
    所述激光器为第一激光器(301)、第二激光器(302)和第三激光器(303), 其输入端分接激光控制器(2)的第一控制输出端(201)、第二控制输出端(202) 和第三控制输出端(203);
    所述控制信号源为信号发生器(1),其第一信号输出端(101)、第二信 号输出端(102)和第三信号输出端(103)分接激光控制器(2)的相应输入 端;
    所述管状声学谐振腔由圆柱体(7)中的、其管状腔轴线均与圆柱体(7) 轴线平行的第一谐振腔(401)、第二谐振腔(402)和第三谐振腔(403)组 成,其中,第一谐振腔(401)长度L1、第二谐振腔(402)长度L2和第三 谐振腔(403)长度L3间的关系为L1<L3<L2,第一谐振腔(401)、第三谐振 腔(403)与第二谐振腔(402)间的径向夹角均为85~95度;
    所述声导管为第一声导管(441)、第二声导管(442)和第三声导管(443), 所述第一声导管(441)、第二声导管(442)和第三声导管(443)的管端口 均位于所述声学传感器(5)的传感面上,其中,第一声导管(441)、第三声 导管(443)的管轴线与所述传感面的夹角均为40~50度,第二声导管(442) 的管轴线与所述传感面的夹角为85~95度;
    所述锁相放大器(6)的第一通道(601)、第二通道(602)和第三通道 (603)分接所述信号发生器(1)的第一信号输出端(101)、第二信号输出 端(102)和第三信号输出端(103),用于接收信号发生器(1)提供的参考 信号,以解调声学传感器(5)感知的相应谐振腔中的光声光谱信号。

    2.  根据权利要求1所述的三通道声学谐振腔光声光谱传感装置,其特征 是激光器为半导体激光器,或量子级联激光器,或光参量震荡光源。

    3.  根据权利要求1所述的三通道声学谐振腔光声光谱传感装置,其特征 是第一谐振腔(401)长度L1≥5cm、第二谐振腔(402)长度L2≤35cm。

    4.  根据权利要求1所述的三通道声学谐振腔光声光谱传感装置,其特征 是第一谐振腔(401)、第二谐振腔(402)和第三谐振腔(403)的管状腔直 径均为1~15mm。

    5.  根据权利要求1所述的三通道声学谐振腔光声光谱传感装置,其特征 是第一谐振腔(401)、第二谐振腔(402)和第三谐振腔(403)的管状腔轴 线的中心均处于同一圆周上。

    6.  根据权利要求1所述的三通道声学谐振腔光声光谱传感装置,其特征 是第一声导管(441)、第二声导管(442)和第三声导管(443)分别与第一 谐振腔(401)、第二谐振腔(402)和第三谐振腔(403)垂直连通,且其连 通处均位于相应谐振腔的中点。

    7.  根据权利要求1所述的三通道声学谐振腔光声光谱传感装置,其特征 是声学传感器(5)为音叉,或麦克风,或聚偏氟乙烯压电薄膜。

    8.  根据权利要求1所述的三通道声学谐振腔光声光谱传感装置,其特征 是圆柱体(7)状的管状声学谐振腔位于其上分别置有入射窗口(421)、出射 窗口(422)和进样口(411)、出样口(412),以及前缓冲室(431)、后缓冲 室(432)的光声池(4)中。

    说明书

    说明书三通道声学谐振腔光声光谱传感装置
    技术领域
    本发明涉及一种光声光谱传感装置,尤其是一种三通道声学谐振腔光声 光谱传感装置。
    背景技术
    光声光谱是基于光声效应的一种光谱技术,探测的是被样品吸收的光能 量而不是透射光强。当处于分子吸收波段的光源照射到样品上时,样品分子 吸收光能量而跃迁到激发态,处于激发态的分子通过碰撞弛豫回到基态,同 时吸收的光能量转化为分子的内能,并导致分子的局部温度升高。所以当照 射到样品分子上的光受到调制时,分子的局部温度就会产生周期性的变化, 从而产生周期性的压力变化,即声波。当用声学传感器记录声信号随光源波 长的变化关系时,就得到了光声光谱信号。由于光声光谱的光声信号仅与物 质对光的吸收有关,不受散射光等因素的影响,因此很适合用于对物质光吸 收特性的探测,如中国发明专利CN 102954948B于2014年11月12日公告 的一种光声光谱气体传感器。该发明专利采用由主管和支管垂直连通构成的 T形声谐振腔,并使主管的管轴线与光源光路同轴,光路上的聚焦透镜的焦 点位于主管与支管的连通处,作为声传感器的石英音叉的音叉臂平面和狭缝 中心分别与支管的轴线相垂直和位于轴线上的结构;探测时,通过T形声谐 振腔对光声信号的声学共振放大,探测并确定出痕量气体的含量。它虽能最 大效率地实现光激发声波能量和石英音叉之间的耦合,以用于探测痕量气体 领域,却难以实现对待测气体的多波长、多组分的同步实时测量。现实中, 使用同一个光声光谱气体传感器实现对气体中不同组分的同步实时测量的需 求是客观存在的,如在气溶胶吸收特性的研究中,就需对气溶胶的吸收特性 进行多波长同步测量,进而分析其吸收的波长依赖特性、气溶胶吸收 系数等。
    发明内容
    本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的欠缺之处,提供一种能同 步实时测量气体中多种组分的三通道声学谐振腔光声光谱传感装置。
    为解决本发明的技术问题,所采用的技术方案为:三通道声学谐振腔光 声光谱传感装置包括依次与激光器电连接的激光控制器和控制信号源,以及 与激光器光路同轴的连通有声导管的管状声学谐振腔、置于声导管端口的声 学传感器、与声学传感器输出端电连接的锁相放大器,特别是,
    所述激光器为第一激光器、第二激光器和第三激光器,其输入端分接激 光控制器的第一控制输出端、第二控制输出端和第三控制输出端;
    所述控制信号源为信号发生器,其第一信号输出端、第二信号输出端和 第三信号输出端分接激光控制器的相应输入端;
    所述管状声学谐振腔由圆柱体中的、其管状腔轴线均与圆柱体轴线平行 的第一谐振腔、第二谐振腔和第三谐振腔组成,其中,第一谐振腔长度L1、 第二谐振腔长度L2和第三谐振腔长度L3间的关系为L1<L3<L2,第一谐振腔、 第三谐振腔与第二谐振腔间的径向夹角均为85~95度;
    所述声导管为第一声导管、第二声导管和第三声导管,所述第一声导管、 第二声导管和第三声导管的管端口均位于所述声学传感器的传感面上,其中, 第一声导管、第三声导管的管轴线与所述传感面的夹角均为40~50度,第二 声导管的管轴线与所述传感面的夹角为85~95度;
    所述锁相放大器的第一通道、第二通道和第三通道分接所述信号发生器 的第一信号输出端、第二信号输出端和第三信号输出端,用于接收信号发生 器提供的参考信号,以解调声学传感器感知的相应谐振腔中的光声光谱信号。
    作为三通道声学谐振腔光声光谱传感装置的进一步改进:
    优选地,激光器为半导体激光器,或量子级联激光器,或光参量震荡光 源。
    优选地,第一谐振腔长度L1≥5cm、第二谐振腔长度L2≤35cm。
    优选地,第一谐振腔、第二谐振腔和第三谐振腔的管状腔直径均为1~ 15mm。
    优选地,第一谐振腔、第二谐振腔和第三谐振腔的管状腔轴线的中心均 处于同一圆周上。
    优选地,第一声导管、第二声导管和第三声导管分别与第一谐振腔、第 二谐振腔和第三谐振腔垂直连通,且其连通处均位于相应谐振腔的中点。
    优选地,声学传感器为音叉,或麦克风,或聚偏氟乙烯压电薄膜。
    优选地,圆柱体状的管状声学谐振腔位于其上分别置有入射窗口、出射 窗口和进样口、出样口,以及前缓冲室、后缓冲室的光声池中。
    相对于现有技术的有益效果是:
    采用这样的结构后,本发明可相互独立、互不干扰且不失真地同步实时 测量三个谐振腔的光声信号。它在仅使用一个光声光谱传感装置的条件下就 一步到位地实现了多波长、多组分的同步测量,并且各通道均工作于各自的 最佳频率,在保证同步测量的同时,既提供了最佳的探测性能和探测灵敏度, 又大大地缩小了测量系统的体积和样品的容积,从而极大地扩展了其适用的 范围。
    附图说明
    图1是本发明的一种基本结构示意图。
    图2是本发明中三通道声学谐振腔和相应的声导管,以及声学传感器之 间的连通连接示意图。
    图3是本发明中三通道声学谐振腔的长度分布示意图。
    图4是本发明中三通道声学谐振腔的频率特性曲线图。
    具体实施方式
    下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。
    参见图1、图2和图3,三通道声学谐振腔光声光谱传感装置的构成如下:
    第一激光器301、第二激光器302和第三激光器303的输入端分别依次 电连接激光控制器2的第一控制输出端201、第二控制输出端202和第三控 制输出端203,以及信号发生器1的第一信号输出端101、第二信号输出端 102和第三信号输出端103;其中,三个激光器均为半导体激光器(或量子级 联激光器,或光参量震荡光源)。
    与上述三个激光器的第一激光器光路311、第二激光器光路312和第三 激光器光路313同轴的连通有声导管的管状声学谐振腔由圆柱体7中的、其 管状腔轴线均与圆柱体7轴线平行的第一谐振腔401、第二谐振腔402和第 三谐振腔403组成。其中,第一谐振腔401长度L1、第二谐振腔402长度L2 和第三谐振腔403长度L3间的关系为L1<L3<L2,现选取第一谐振腔401长 度L1为5cm、第二谐振腔402长度L2为35cm、第三谐振腔403长度L3为 15cm;第一谐振腔401、第二谐振腔402和第三谐振腔403的管状腔直径均 为10(可为1~15)mm;第一谐振腔401、第二谐振腔402和第三谐振腔403 的管状腔轴线的中心均处于同一圆周上,第一谐振腔401、第三谐振腔403 与第二谐振腔402间的径向夹角均为90(可为85~95)度。
    与上述三个谐振腔分别连通的声导管为第一声导管441、第二声导管442 和第三声导管443;其中,第一声导管441、第二声导管442和第三声导管 443分别与第一谐振腔401、第二谐振腔402和第三谐振腔403垂直连通,且 其连通处均位于相应谐振腔的中点。第一声导管441、第二声导管442和第 三声导管443的管端口均位于声学传感器5的传感面上;其中,第一声导管 441、第三声导管443的管轴线与传感面的夹角均为45(可为40~50)度, 第二声导管442的管轴线与传感面的夹角为90(可为85~95)度。
    声学传感器5为麦克风(或音叉,或聚偏氟乙烯压电薄膜),其输出端与 锁相放大器6的输入端电连接。
    锁相放大器6的第一通道601、第二通道602和第三通道603分接信号 发生器1的第一信号输出端101、第二信号输出端102和第三信号输出端103, 用于接收信号发生器1提供的参考信号,以解调声学传感器5感知的相应谐 振腔中的光声光谱信号。
    圆柱体7状的管状声学谐振腔位于其上分别置有入射窗口421、出射窗 口422和进样口411、出样口412,以及前缓冲室431、后缓冲室432的光声 池4中。
    使用时,待测气体经由光声池4上的进样口411和前缓冲室431分别进 入管状声学谐振腔的第一谐振腔401、第二谐振腔402和第三谐振腔403,并 与途径其管状腔中的经信号发生器1的第一信号输出端101、第二信号输出 端102和第三信号输出端103调制的第一激光器光路311、第二激光器光路 312和第三激光器光路313相互作用后,产生了周期性的压力变化——声波。 该声波——光声信号由第一声导管441、第二声导管442和第三声导管443 输送至其管端口处的声学传感器5上,由此声学传感器5将光声信号转换为 电信号后送往锁相放大器6的第一通道601、第二通道602和第三通道603, 得到如或近似于图4中的频率特性曲线所示的待测气体中三种组分的含量。
    显然,本领域的技术人员可以对本发明的三通道声学谐振腔光声光谱传 感装置进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若对本 发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本 发明也意图包含这些改动和变型在内。

    关于本文
    本文标题:三通道声学谐振腔光声光谱传感装置.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5890863.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
  • 重庆时时开彩结果官网 腾讯分分彩012路运用 天天彩票助赢计划软件下载 pk10计划软件免费版ios 重庆时时直播网址多少 后二组选稳赚技巧方法 时时彩怎样才稳赚 黑客能不能破解棋牌游戏 北京pk赛车开奖记录 11选5计划软件彩凤凰 pk10走势图杀码技巧 福建时时开发 时时彩怎样稳赚 重庆时时历史开奖网站 竞彩360足彩混合投注 实战后二直选45至50注