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基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测装置及方法制造方法及图纸

技术编号:44977200 阅读:24 留言:0更新日期:2025-04-15 16:58
本申请公开了一种基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测装置及方法,涉及气体检测领域,该装置包括光源模块、光声信号探测模块和数据处理模块;其中,光源模块输出激励光束,并将激励光束照射至光声信号探测模块的气室内;激励光束是经一个锯齿波信号和两个不同频率的正弦波调制后的光束;光声信号探测模块接收气室内各待测气体与激励光束相互作用后产生的光声信号并转换成压电信号;数据处理模块对压电信号进行二次谐波解调,得出解调后的二次谐波数据,进一步反演出待测气体浓度。本发明专利技术在锯齿波信号的基础上叠加了两个不同频率的正弦波信号,扩展了调制信号的频率分布,可同时准确检测出多种吸收线紧邻的气体的浓度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及气体检测领域,特别是涉及一种基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测装置及方法


技术介绍

1、气体检测技术在环境监测、工业控制和医疗诊断等领域中扮演着重要角色,特别是在温室气体排放、危险气体泄漏以及呼吸分析等场景中,对气体浓度的精确检测至关重要。波长调制光谱技术(wavelength modulation spectroscopy,wms)作为一种非接触式的光学气体检测方法,已经被广泛应用于气体浓度的精确测量。传统的波长调制技术通过对激光光源施加锯齿波,并且在锯齿波上叠加单一的正弦调制信号,驱动激光器的波长在目标气体吸收峰附近进行周期性扫描,并通过二次谐波检测技术提取出与气体浓度相关的信号。该技术具有高灵敏度、低噪声、响应快速等优点,能够有效地检测单一气体或气体混合物中的特定成分。

2、然而,当需要检测吸收线非常接近的多种气体或存在共振吸收的多种气体时,传统的波长调制方式存在一定的局限性。简单的锯齿波叠加单一的正弦调制信号难以在同一时间有效区分多种气体的吸收峰,特别是当这些吸收峰在同一波长范围内较为密集时,信号的分辨能力下降,导致测本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测装置,其特征在于,所述基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测装置包括:光源模块、光声信号探测模块和数据处理模块;

2.根据权利要求1所述的基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测装置,其特征在于,所述光源模块包括激励光源、光源温度控制器、第一函数发生器、第二函数发生器和第三函数发生器;

3.根据权利要求2所述的基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测装置,其特征在于,所述数据处理模块包括信号放大器、第一锁相放大器、第二锁相放大器和计算机;

4.根据权利要求3所述的基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测...

【技术特征摘要】

1.一种基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测装置,其特征在于,所述基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测装置包括:光源模块、光声信号探测模块和数据处理模块;

2.根据权利要求1所述的基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测装置,其特征在于,所述光源模块包括激励光源、光源温度控制器、第一函数发生器、第二函数发生器和第三函数发生器;

3.根据权利要求2所述的基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测装置,其特征在于,所述数据处理模块包括信号放大器、第一锁相放大器、第二锁相放大器和计算机;

4.根据权利要求3所述的基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测装置,其特征在于,所述第一正弦调制信号的频率为所述光声信号探测模块的基频频率的一半;

5.根据权利要求4所述的基于双频率波长调制及解调的多气体同步检测装置,其特征在于,所述第一解调频率和所述第二解调频率与所述光声信号探测模块的共振频率相匹配。<...

【专利技术属性】
技术研发人员:武红鹏申晓雯孙朝峰董磊崔茹悦贾锁堂肖连团文钦佐·路易吉·斯帕格诺彼得罗·帕蒂米斯科
申请(专利权)人:山西大学
类型:发明
国别省市:

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