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一种可高精度控温的多通池制造技术

技术编号:42050252 阅读:35 留言:0更新日期:2024-07-16 23:30
本发明专利技术公开了一种可高精度控温的多通池,并提出了一套对多通池探测气体系统的精准控温系统,属于光学探测技术领域。针对传统多通池的镜面利用率低、长度过长、体积庞大,不变携带或转移,同时对其精准温控难的问题,通过使用两个高反射镜折叠Herriott多通池的光路,以缩短多通池长度并减小Herriott多通池尺寸。相较于传统多通池,本发明专利技术提出的多通池的体积小,长度短,分布集中,更易进行精准控温,即可使气体多通池温度恒定在最佳探测温度,提高系统的探测灵敏度以及响应速度,并且降低系统的检测下限,而且所有优势都是以低成本实现的。提出的精准控温系统将控制温度过程通过根据温度偏差值细分为多个区间,分级温控,来实现快速精准温控且无超调。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学探测,具体涉及一种可高精度控温的多通池


技术介绍

1、近几十年来,痕量气体的精确测量一直是科学界和公众关注的焦点,该技术在大气物理化学、地球化学、生物医学、古生物学和水文学等领域都有重要应用。激光吸收光谱技术是一种最常用的痕量气体精确测量技术,同时该技术也有利于发展出实时在线监测痕量气体系统。待测气体温度会影响待测气体吸收线的位置和吸收系数,导致温度波动会直接影响监测系统的稳定度和精确度。另外,在大气监测领域应用场景下,通常较低的环境温度会使待测气体吸收线的吸收系数较低,这会影响探测效果。因此,在实际应用中,给气体多通池添加温控系统,使气体多通池保持温度恒定在最佳探测温度,可以提高系统的探测灵敏度以及响应速度,并且降低系统的检测下限。

2、由多个高反射镜组成的多通池(mpc)可在小体积内实现长光程,已广泛应用于光吸收光谱、气相光延迟线、拉曼增益电池、光声光谱、干涉仪和其他谐振器。近年来,多通池种类繁多,其中绝大多数采用圆柱形反射镜或特殊设计的反射镜,目的是在较小的体积内实现较长的有效光路,从而方便携带。然而,非球面的制造非常本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种可高精度控温的多通池,其特征在于,所述多通池由两个相同的高反球面镜和若干高反平面镜组成,即在折叠前的圆柱形腔体多通池中高反平面镜;多通池的温度探测系统由两级温控系统组成,一级温控系统控制气体监测系统的整体温度,二级温控系统控制多通池及其内部气体的温度;两级温控系统均包含执行端、反馈端,且两级温控系统共用一个温度控制模块;所述执行端为柔性聚酰亚胺加热膜,用于加热传感器机箱和多通池;所述反馈端使用热敏电阻分别监测激光多通池传感系统和多通池腔内的温度,所述温度控制模块采用单片机STM32F407进行PID算法实现闭环温控。

2.根据权利要求1所述的一种可高精度控温的多通池,...

【技术特征摘要】

1.一种可高精度控温的多通池,其特征在于,所述多通池由两个相同的高反球面镜和若干高反平面镜组成,即在折叠前的圆柱形腔体多通池中高反平面镜;多通池的温度探测系统由两级温控系统组成,一级温控系统控制气体监测系统的整体温度,二级温控系统控制多通池及其内部气体的温度;两级温控系统均包含执行端、反馈端,且两级温控系统共用一个温度控制模块;所述执行端为柔性聚酰亚胺加热膜,用于加热传感器机箱和多通池;所述反馈端使用热敏电阻分别监测激光多通池传感系统和多通池腔内的温度,所述温度控制模块采用单片机stm32f407进行pid算法实现闭环温控。

2.根据权利要求1所述的一种可高精度控温的多通池,其特征在于,所述温控系统的操作步骤为:将待测气体通入多通池,温控系统的反馈端进行温度采样,将当前温度实际值输入至温度控制模块的pid控制器中;温度控制模块的单片机接收温度采样数据并进行处理,得到温...

【专利技术属性】
技术研发人员:董磊田清源崔茹悦武红鹏贾锁堂
申请(专利权)人:山西大学
类型:发明
国别省市:

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