一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法技术

本发明专利技术涉及一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法，包括以下步骤：利用经频率调制的输出光照射至多重谐振式T型增强光声池，得到对应痕量气体成分的第一光声信号；对所述第一光声信号进行解调检测，得到对应的电压信号；对所述电压信号进行存储并传输给接收装置；通过所述接收装置对所述电压信号进行分析，以完成所述多种痕量气体的同时检测。本发明专利技术通过这种检测方法，可完成多种痕量气体成分的同时高精度检测。

A multi resonance T-type enhanced method for simultaneous determination of trace gases

【技术实现步骤摘要】
一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法
本专利技术属于痕量气体光学检测领域，具体涉及一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法。
技术介绍
光声光谱检测技术作为一种重要的光学无损检测技术，具有灵敏度高、动态范围大的优点，在污染检测、工业生产、航空航天、火灾预警和医疗诊断等诸多方面有着重要的应用价值。气体光声光谱检测技术基于气相光声效应，结合多种形式的光声信号增强模式，可实现多种痕量气体的定量检测，检测精度可达ppm至ppt量级。由于大气环境中存在多种痕量污染性气体，因此，亟待开发多气体成分同时检测分析的高精度气体传感器及检测方法。目前可实现多气体成分同时分析的光学气体检测方法一般使用广谱黑体光源或波段可调谐激光器作为信号激励源。广谱黑体光源虽光谱覆盖范围广，但单波长光能量较低，限制了检测系统的信噪比和气体探测灵敏度的进一步提高；且气体仅吸收部分波长入射光，造成光能量浪费。而波段可调谐激光器价格昂贵，受可调谐范围影响可同时检测的气体种类有限，限制了该技术在多种污染气体检测行业的进一步推广。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本专利技术实施例提供了一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法，包括以下步骤：利用经频率调制的输出光照射至多重谐振式T型增强光声池，得到对应痕量气体成分的第一光声信号；对所述第一光声信号进行解调检测，得到对应的电压信号；对所述电压信号进行存储并传输给接收装置；通过所述接收装置对所述电压信号进行分析，以完成所述多种痕量气体的同时检测。在本专利技术的一个实施例中，利用经频率调制的输出光照射至多重谐振式T型增强光声池，得到对应痕量气体成分的第一光声信号，包括：通过经频率调制的输出光照射所述多重谐振式T型增强光声池中的多种痕量气体，得到对应的第二光声信号；通过所述多重谐振式T型增强光声池对所述第二光声信号进行谐振，得到对应痕量气体成分的第一光声信号。在本专利技术的一个实施例中，通过经频率调制的输出光照射所述多重谐振式T型增强光声池中的多种痕量气体，得到对应的第二光声信号，包括：通过锁相放大器的参考信号输出频率调制多个激光器的输出光至所述多重谐振式T型增强光声池的多个吸收腔中；所述多种痕量气体吸收所述输出光，激发得到对应的所述第二光声信号。在本专利技术的一个实施例中，通过锁相放大器的参考信号输出频率调制多个激光器的输出光至所述多重谐振式T型增强光声池的多个吸收腔中，包括：激发所述激光器，使其发出输出光；利用所述锁相放大器的参考信号输出频率调制所述输出光至所述多重谐振式T型增强光声池的多个吸收腔中。在本专利技术的一个实施例中，每一所述锁相放大器的参考信号输出频率与所述多重谐振式T型增强光声池对应的共振腔的谐振点相同。在本专利技术的一个实施例中，所述激光器为固定波长的激光器。在本专利技术的一个实施例中，所述激光器的输出波长值与所述痕量气体成分的主吸收峰值相同。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1.本专利技术提出了一种多种谐振模式T型增强的多种痕量气体检测方法，该方法通过多波长激励、多模式共振的工作方式，其核心部件光声池具有多个光吸收腔体，从原理上克服了气体混合物中各个成分吸收特性间的相互干扰问题，提高了多种气体同时检测的可能性。2.本专利技术提出了一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法，采用多个价格相对低廉的固定波长激光器，每个激光器的输出波长均位于各个气体成分的主吸收峰处，可实现多种痕量气体成分的高精度检测；3.本专利技术的这种方法在入射光能量相同的条件下，提高了光能利用率和气体成分检测精度，相对于波段可调谐光源检测系统，大幅度地降低了系统成本并实现了多种气体同时检测；4.本专利技术设计的多谐振模式T型增强光声池包含多个T型谐振腔体，可完成多种痕量气体成分的同时高精度检测；每个T型谐振腔体的共振频率彼此相互独立，采用同一声学探测器检测，结构简单，使光声检测单元更加小型化和轻便化。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测装置的多种谐振式T型增强光声池的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测装置的T型谐振腔的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例一请参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法的流程示意图。一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法，包括以下步骤：步骤1：利用经频率调制的输出光照射至多重谐振式T型增强光声池，得到对应痕量气体成分的第一光声信号。收集包含多种痕量污染气体的空气，并充入多谐振模式T型增强光声池中。进一步地，步骤1包括以下步骤：步骤10：通过经频率调制的输出光照射所述多重谐振式T型增强光声池中的多种痕量气体，得到对应的第二光声信号。进一步地，步骤10可以包括以下步骤：步骤101：通过锁相放大器的参考信号输出频率调制多个激光器的输出光至多重谐振式T型增强光声池的多个吸收腔中。进一步地，步骤101：可以包括以下步骤：步骤1011：激发激光器，使其发出输出光。通过电信号激发激光器，使其发出输出光。步骤1012：利用锁相放大器的参考信号输出频率调制输出光至多重谐振式T型增强光声池的多个吸收腔中。激光器发出的输出光由锁相放大器的参考信号输出频率来幅值调制，且各个锁相放大器的输出参考信号输出频率与多重谐振式T型增强光声池对应的谐振腔的谐振点相同。需要说明的是，锁相放大器及激光器的个数分别与目标痕量气体的种类一一对应。步骤102：所述多种痕量气体吸收输出光，激发得到对应的第二光声信号。所述多种痕量气体吸收输出光后，发生光声效应，从而激发得到对应的第二光声信号，第二光声信号包含多种气体成分吸收信息。步骤20：通过所述多重谐振式T型增强光声池的不同谐振模式对所述第二光声信号进行谐振，得到对应痕量气体成分的第一光声信号。第一光声信号为第二光声信号进行谐振后，得到的增大的光声信号。进一步地，激光器为固定波长的激光器。本专利技术实施例可选用多个无关联的波长固定激光器作为激励源，完全解决了在小范围内气体光吸收特征区域相互重叠影响而造成的气体检测困难的问题，并且降低了检测系统的成本。进一步地，激光器的输出波长值与痕量气体成分的主吸收峰值相同。气体主吸收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n利用经频率调制的输出光照射至多重谐振式T型增强光声池，得到对应痕量气体成分的第一光声信号；/n对所述第一光声信号进行解调检测，得到对应的电压信号；/n对所述电压信号进行存储并传输给接收装置；/n通过所述接收装置对所述电压信号进行分析，以完成所述多种痕量气体的同时检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用经频率调制的输出光照射至多重谐振式T型增强光声池，得到对应痕量气体成分的第一光声信号；
对所述第一光声信号进行解调检测，得到对应的电压信号；
对所述电压信号进行存储并传输给接收装置；
通过所述接收装置对所述电压信号进行分析，以完成所述多种痕量气体的同时检测。


2.根据权利要求1所述的多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法，其特征在于，利用经频率调制的输出光照射至多重谐振式T型增强光声池，得到对应痕量气体成分的第一光声信号，包括：
通过经频率调制的输出光照射所述多重谐振式T型增强光声池中的多种痕量气体，得到对应的第二光声信号；
通过所述多重谐振式T型增强光声池对所述第二光声信号进行谐振，得到对应痕量气体成分的第一光声信号。


3.根据权利要求2所述的多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测方法，其特征在于，通过经频率调制的输出光照射所述多重谐振式T型增强光声池中的多种痕量气体，得到对应的第二光声信号，包括：
通过锁相放大器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽娴，邵晓鹏，宦惠庭，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61