[发明专利]一种提高石英光热光谱气体浓度检测灵敏度的装置及方法

摘要

本申请实施例涉及一种提高石英光热光谱气体浓度检测灵敏度的装置及方法，所述装置包括：沿光束传播方向依次设置的激光器控制模块(1)、半导体激光器(2)、准直透镜(3)、气体吸收池(4)、石英音叉(5)、控制与数据采集系统(6)以及计算机(7)；所述准直透镜的焦距应小于10mm；所述石英音叉为具有压电特性的材料制成，表明镀有银层，其共振频率为20kHz‑70kHz，所述石英音叉品质因子大于等于10000；所述石英音叉根部具有第一尺寸的宽度方向和第二尺寸的厚度方向；所述石英音叉根部宽度方向靠近边缘的位置开有一窗口，所述窗口为去除所述银层的窗口，用于供探测激光射入。本申请检测装置具有结构简单、灵敏度高、成本低等优点。

主权项

1.一种提高石英光热光谱气体浓度检测灵敏度的装置，其特征在于，所述装置包括：沿光束传播方向依次设置的激光器控制模块(1)、半导体激光器(2)、准直透镜(3)、气体吸收池(4)、石英音叉(5)、控制与数据采集系统(6)以及计算机(7)；所述准直透镜(3)的焦距应小于10mm；所述石英音叉(5)为具有压电特性的材料制成，表明镀有银层，其共振频率为20kHz‑70kHz，所述石英音叉(5)品质因子大于等于10000；所述石英音叉(5)根部具有第一尺寸的宽度方向和第二尺寸的厚度方向；所述石英音叉(5)根部宽度方向靠近边缘的位置开有一窗口，所述窗口为去除所述银层的窗口，用于供探测激光射入；其中，所述激光器控制模块(1)驱动所述半导体激光器(2)，所述半导体激光器(2)输出激光经过所述准直透镜(3)后穿过所述气体吸收池(4)，经吸收的输出激光以入射角θ斜入射在所述石英音叉(5)去除银层的窗口，激光在所述石英音叉(5)根部内侧实现多次的全反射后从所述窗口射出，所述石英音叉(5)吸收激光能量并产生光热弹效应，促使所述石英音叉(5)产生压电信号并将所述压电信号传输至所述控制与数据采集系统(6)，最后由所述计算机(7)进行信号解调与后处理获得吸收气体的浓度。