The invention discloses a coupling device for space beam photoacoustic multi gas detection, including composite light source, window, gas pool, sound sensitive components; the invention is modulated to motivate the gas pool through the output beam of composite light source, so that the gas pool after excitation no radiation transitions of the photothermal signal, the acoustic sensor measurement signal of the photothermal signal, acoustic sensor for analysis and processing, can be converted into the concentration of measured gas. The coupling device has small volume, quick response, low background noise, multicomponent determination etc., photoacoustic spectrum monitoring system for environmental gas, can also be used for multi source coupling and detection equipment in the field of spectral analysis, analysis of related instruments.
【技术实现步骤摘要】
一种用于光声多组分气体检测的空间光束耦合装置
本专利技术设计一种用于光声多组分气体检测的空间光束耦合装置,适用于环境气体的光声光谱监测系统,也可用于光谱分析、波普分析、化学计量等领域相关设备的多光源耦合,属于仪器仪表
技术介绍
光声光谱技术应用于气体检测是通过检测气体分子对激光光子能量的吸收来定量分析气体的浓度,如果把光源用某种声频进行调制,在一个特制的光声腔中就可以通过声探测器检测到与调制频率相同的声音信号,通过该声音信号可以解析出气体浓度。由于不同气体对不同频率的光源具有选择性吸收特性,如果有多种频率的光源,则可以实现在一个光声腔内同时监测多种气体。现有的光声气体测量装置主要是采用单端单光源入射到气体池中,其光源的单一性决定了测量气体的种类少,局限性很大。在某些研究中采用的是一个光源对应一个气体池的方式解决多光源耦合问题,但随着组分的增加,装置的复杂性加大。现有的光束耦合装置如下缺点:(1)现有光声气体测量装置主要是采用单端单光源入射到气体池中,其光源的单一性决定了测量气体的种类少,局限性很大。(2)现有光声气体测量装置为实现多种气体测量,采用的是一个光源对应一个气体池的方式,随着检测组分的增加,装置的复杂性加大。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是:提供了一种用于光声多组分气体检测的空间光束耦合装置,本专利技术通过多光源耦合完成多种气体浓度的测量、实现量体积小、灵敏度高、背景噪声低、测量气体种类多,检测快速的空间光束耦合装置。本专利技术的技术解决方案是一种用于光声多组分气体检测的空间光束耦合装置,包括复合光源A、窗片A、气体池、声敏元件、 ...
【技术保护点】
一种用于光声多组分气体检测的空间光束耦合装置,其特征在于包括:复合光源A(1)、窗片A(2)、气体池(3)、声敏元件(4)、窗片B(5)、复合光源B(6);气体池(3)两端能够同时进光,气体池(3)内开有声谐振腔,窗片A(2)以一定的角度固定于气体池(3)的声谐振腔的一端,窗片B(5)以一定的角度固定于气体池(3)的声谐振腔的另一端,声敏元件(4)安装于气体池(3)内并与声谐振腔内表面相接触,复合光源A(1)和复合光源B(6)输出的合成光沿与声谐振腔轴线有一定角度的方向分别通过窗片A(2)和窗片B(5)射入气体池(3),气体池(3)内的气体受到入射光束激励后无辐射跃迁产生光热信号,声敏元件(4)对所产生的光热信号进行测量,然后对声敏元件(4)测量得到的光热信号进行分析处理得到被测气体的浓度。
【技术特征摘要】
1.一种用于光声多组分气体检测的空间光束耦合装置,其特征在于包括:复合光源A(1)、窗片A(2)、气体池(3)、声敏元件(4)、窗片B(5)、复合光源B(6);气体池(3)两端能够同时进光,气体池(3)内开有声谐振腔,窗片A(2)以一定的角度固定于气体池(3)的声谐振腔的一端,窗片B(5)以一定的角度固定于气体池(3)的声谐振腔的另一端,声敏元件(4)安装于气体池(3)内并与声谐振腔内表面相接触,复合光源A(1)和复合光源B(6)输出的合成光沿与声谐振腔轴线有一定角度的方向分别通过窗片A(2)和窗片B(5)射入气体池(3),气体池(3)内的气体受到入射光束激励后无辐射跃迁产生光热信号,声敏元件(4)对所产生的光热信号进行测量,然后对声敏元件(4)测量得到的光热信号进行分析处理得到被测气体的浓度。2.根据权利要求1所述的一种用于光声多组分气体检测的空间光束耦合装置,其特征在于:所述窗片A(2)、窗片B(5)和声谐振腔的夹角为3°~8°。3.根据权利要求1所述的一种用于光声多组分气体检测的空间光束耦合装置,其特征在于:所述复合光源A(1)和复合光源B(6)输出不同波段的光束。4.根据权利要求1所述的一种用于光声多组分气体检测的空间光束耦合装置,其特征在于:所述复合光源A(1)或复合光源B(6)由第一准直光源(21)、第一反射棱镜(22)、第二反射棱镜(23)、第三准直光源(24)、第三反射棱镜(25)、第四反射棱镜(26)、第二准直光源(27)组成;第一准直光源(21)经第一反射棱镜(22)反射后与第三准直光源(24)经第二反射棱镜(23)反射后合成一束光,然后经过第三反射棱镜(25)反射后,再与第二准直光源(27)经过第四反射棱镜(26)反射后的光汇合成一束合成光通过窗片A(2)或窗片B(5)入射气体池(3)。5.根据权利要求1所述的一种用于光声多组分气体检测的空间光束耦合装置,其特征在于:所述复合光源A(1)或复合光源B(6)由第四准直光源(31)、第五准直光源(32)、第一二向色镜(33)、第二二向色镜(34)、第六准直光源(35)组成;第六准直光源(35)的透射光经过第二二向色镜(34)后与第五准直光源(32)由第二二向色镜(34)反射的光汇合成一束光,然后合成光由第一二向色镜(33)反射后与第四准直光源(31)的透射光经过第一二向色镜(33)后汇合成一束合成光,通过窗片...
【专利技术属性】
技术研发人员:周建发,彭泳卿,杨显涛,
申请(专利权)人:北京遥测技术研究所,航天长征火箭技术有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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