一种应用于光声光谱的石英音叉频率快速标定系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于光声光谱的石英音叉频率快速标定系统，包括硬件系统、控制策略与反演算法。硬件系统包括微控制器、频率合成器、10路信号输出通道、加法器、石英音叉、信号调理电路、模数转换器；控制策略包括：1、生成10路正弦信号并叠加；2、将叠加后的信号输入至石英音叉，对石英音叉输出信号进行数据采集及频谱分析，分别记录频率f1+n

【技术实现步骤摘要】
一种应用于光声光谱的石英音叉频率快速标定系统及方法


[0001]本专利技术属于光声光谱(PAS)
，具体涉及一种应用于光声光谱的石英音叉频率快速标定系统及方法。

技术介绍

[0002]光声光谱是基于光声效应的一种吸收光谱技术，探测的是目标气体样品吸收的光能量，具有较好的长期稳定性以及优良的线性度。对比其他光谱仪器具有灵敏度高、体积小等特点，目前该技术已被广泛应用于环境检测、工业控制、医疗诊断等多个领域。
[0003]光声光谱技术通常对可调谐半导体激光器注入电流施加低频扫描信号以及高频调制信号，高频调制信号频率设置为石英音叉共振频率的一半，出射光束经过目标气体后聚焦于石英音叉之上。当目标气体分子的吸收波段位于激光器调谐范围内时，石英音叉产生共振信号。对石英音叉共振信号进行放大滤波及锁相检测则可得到气体吸收的二次谐波信号，从而反演得到目标气体的浓度信息。
[0004]其中石英音叉已广泛应用于光声光谱的信号检测，其共振频率受环境温度、气压、湿度等参数影响，在测量过程中需频繁对其共振频率进行标定。使用传统方法进行频率标定时，向石英本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于光声光谱的石英音叉频率快速标定系统，其特征在于，包括微控制器、频率合成器、10路信号输出通道、加法器、石英音叉、信号调理电路、模数转换器；微控制器设置频率合成器输出信号的频率及初始相位，10路输出通道分别产生10路独立的正弦标定信号；通过加法器将10路独立的正弦标定信号叠加，得到混频信号；生成的混频信号输入至石英音叉，通过信号调理电路，对石英音叉的输出信号进行信号调理与信号采集。2.如权利要求1所述的石英音叉频率快速标定系统，其特征在于，混频信号从石英音叉的某一引脚输入，并从另一引脚输出至信号调理电路；信号调理电路对石英音叉的输出信号进行放大、滤波处理后输入至模数转换器，采集得到的数据由微控制器进行数据分析处理。3.如权利要求1所述的石英音叉频率快速标定系统，其特征在于，10路正弦信号在叠加之后的电压幅值不超过加法器的供电电源。4.一种应用于光声光谱的石英音叉频率快速标定系统的频率快速标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过频率合成器，产生10路独立的正弦标定信号；S2、将10路独立的正弦标定信号叠加从而得到混频信号；S3、将生成的混频信号输入至石英音叉，对石英音叉的输出信号进行信号调理与信号采集；S4、对采集得到的信号进行频谱分析，分别记录频率f1+n
·
Δf1处的频谱强度A
1n
，f1为正弦中心频率，Δf1为频...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祥，贾志超，李新华，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：