[发明专利]一种谐振腔内石英音叉气体检测装置

摘要

一种谐振腔内石英音叉气体检测装置，包括谐振腔、吸收腔、石英音叉探测器、调制器、放大器单元和主机，谐振腔与吸收腔可一体或分体设置；石英音叉探测器包括共振管和石英音叉，置于吸收腔内，吸收腔上设有气口，用于吸收腔的抽真空以及待测气体的充入；检测光经过调制器后由入射窗口入射到吸收腔中，在谐振腔内发生共振，吸收腔中的气体分子吸收检测光并激发声波从而引起石英音叉的振动，石英音叉的信号放大后输入主机中进行数据采集，获得吸收腔内待测气体物质浓度数据。本发明装置谐振腔内部的光强远大于腔外的光强，而石英音叉的探测灵敏度又与光强成正比，因此本发明气体检测装置具有更高的灵敏度。

主权项

一种谐振腔内石英音叉气体检测装置，其特征在于：包括谐振腔(1)、吸收腔(2)、泵浦光源(1‑1)、聚焦透镜(1‑2)、石英音叉探测器(3)、调制器(4)、信号放大单元(5)和主机(6)，其中：内部泵浦激发的激光在所述谐振腔(1)内振荡，以该激光作为检测光(A)；所述吸收腔(2)与谐振腔(1)分体设置，吸收腔(2)为留有气口(2‑1)的密封腔体，位于检测光(A)光路中，所述调制器(4)在检测光(A)光路中置于吸收腔(2)前端；所述吸收腔(2)位于谐振腔(1)内，吸收腔(2)两端分别设置透光的前窗口镜(W1)和后窗口镜(W2)，振荡的检测光(A)经前窗口镜(W1)和后窗口镜(W2)入射吸收腔(2)；所述谐振腔(1)内包括钛宝石晶体(1‑3)，所述泵浦光源(1‑1)发出的泵浦光(P)经聚焦透镜(1‑2)入射所述钛宝石晶体(1‑3)，钛宝石晶体(1‑3)在谐振腔(1)内出射激光，该激光为所述检测光(A)；所述谐振腔(1)为四镜Z型折叠腔，第一反射镜(M1)和输出镜(M4)分别设置在谐振腔(1)的两端，中段设置转折光路的第二反射镜(M2)和第三反射镜(M3)；所述钛宝石晶体(1‑3)位于所述第二反射镜(M2)和第三反射镜(M3)之间，泵浦光(P)透过第二反射镜(M2)入射至钛宝石晶体(1‑3)；所述吸收腔(2)位于第三反射镜(M3)和输出镜(M4)之间；所述石英音叉探测器(3)位于吸收腔(2)内，包括共振管(3‑1)和石英音叉(3‑2)；共振管(3‑1)轴线与所述检测光(A)光路同轴，共振管(3‑1)下部有一个开口槽(311)；石英音叉(3‑2)位于所述开口槽(311)处，其两个振臂(321)分置于共振管(3‑1)轴线两侧，振臂(321)平面与共振管(3‑1)轴线平行；所述石英音叉(3‑2)信号输出端连接信号放大单元(5)，信号放大单元(5)连接主机(6)进行数据采集处理。