[发明专利]一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测装置

说明书

本发明涉及一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测装置，包括：若干激光器，用于产生输出光并利用若干锁相放大器进行调制，同时将输出光照射T型增强光声池中的痕量气体中，得到第一光声信号；多重谐振式T型增强光声池，用于通过多个谐振模式，对第一光声信号进行谐振，得到对应的若干第二光声信号；若干锁相放大器，用于对若干第二光声信号进行解调检测，得到对应的若干电压信号，并传输给数据存储装置；数据存储装置，用于接收若干电压信号并传输给接收装置；接收装置，用于对若干电压信号进行分析。本发明通过这种检测装置，利用多个T型谐振腔体，可完成多种痕量气体成分的同时高精度检测。

技术领域

本发明属于痕量气体光学检测领域，具体涉及一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测装置。

背景技术

痕量气体是大气中浓度低于10的粒种。指总数为1,000,000个分子中只有一个待研究分子，如大气中的CO、N₂O、SO₂、O₃、NO、NO₂、CH₄、NH₃、H₂S、卤化物、有机化物等等都属于痕量气体。大气中氮、氧、氩、二氧化碳占干空气的99.997％，其他气体只占0.003％，它们含量极少，多为痕量气体。如氮氧化合物、碳氢化合物、硫化物和氯化物。这些痕量气体参与大气化学循环，在大气中的滞留期为几天至几十年，甚至更长。它们中有一些是天然排放的，但有一部分是由于人类活动大量排放了各种痕量粒种，这些痕量粒种受到各种物理、化学、生物、地球过程的作用并参与生物地球化学的循环，对全球大气环境及生态造成了重大影响。

由于大气环境中存在多种痕量污染性气体，因此，亟待开发多气体成分同时检测分析的高精度气体传感器。目前可实现多气体成分同时分析的光学气体检测装置一般使用广谱黑体光源或波段可调谐激光器作为信号激励源。广谱黑体光源虽光谱覆盖范围广，但单波长光能量较低，限制了检测系统的信噪比和气体探测灵敏度的进一步提高；且气体仅吸收部分波长入射光，造成光能量浪费。而波段可调谐激光器价格昂贵，受可调谐范围影响可同时检测的气体种类有限，限制了该技术在多种污染气体检测行业的进一步推广。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测装置。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种多重谐振式T型增强的多种痕量气体同时检测装置，包括：若干激光器、多重谐振式T型增强光声池、若干锁相放大器、数据存储装置、接收装置；其中，

所述若干激光器，分别与所述多重谐振式T型增强光声池、所述若干锁相放大器连接，用于产生输出光并利用所述若干锁相放大器进行调制，同时将输出光照射所述多重谐振式T型增强光声池中的痕量气体中，得到第一光声信号；

所述多重谐振式T型增强光声池，用于通过多个谐振模式，对所述第一光声信号进行谐振，得到对应的若干第二光声信号；

所述若干锁相放大器，分别与所述多重谐振式T型增强光声池、所述数据存储装置连接，用于对所述若干第二光声信号进行解调检测，得到对应的若干电压信号，并将所述若干电压信号传输给数据存储装置；

所述数据存储装置，与所述接收装置连接，用于接收所述若干电压信号并将所述若干电压信号传输给所述接收装置；

所述接收装置，用于对所述若干电压信号进行分析，从而得到若干痕量气体的种类和性质。

在本发明的一个实施例中，所述多重谐振式T型增强光声池包括自下而上依次设置的谐振腔、微音器；其中，

所述谐振腔连接所述若干激光器，用于吸收所述若干激光器发出的输出光并将所述输出光转换成所述若干第二光声信号；