[实用新型]一种基于光纤激光器的气体检测装置

说明书

本实用新型公开了一种基于光纤激光器的气体检测装置，包括：用于产生激光信号的光纤激光器、用于根据所述激光信号进行气体检测并产生光声信号的光声池以及用于对所述光声信号进行处理的信号处理器模块，其中，所述光纤激光器产生的激光信号波长可调；所述光声池连接所述光纤激光器，所述光声池包括入射光窗口、充排气窗口以及多程室，其中，所述多程室的内表面设有若干反光镜。本实用新型提供的基于光纤激光器的气体检测装置提高了检测的灵敏度，增加了激光光源的利用率。

技术领域

本实用新型属于光声光谱技术领域，具体涉及一种基于光纤激光器的气体检测装置。

背景技术

光声光谱技术是一种研究物质吸收光谱的新技术，已经成为分子光谱学的一个重要分支。作为现代生物医学领域研究的一种有力的分析工具，光声光谱技术克服了组织散射特性对测量结果的影响，为生物组织样品的研究提供了一种灵敏度高、样品可不经预处理的无损有效检测方法，在医疗诊断等领域具有重要的研究价值和应用意义。比如通过检测患者呼出气体中的NH₄含量，可以帮助判断患者是否患有肝功障碍、糖尿病、癌症等疾病。

目前，光纤激光器由于具有光束质量好、效率高、散热性好以及可靠性高的有点而被广泛用作光声检测装置的激光光源，且大多数光声检测装置采用单程的光声池进行气体检测。

然而，现有的光声检测装置因为光声池的样品分子吸收光程短，背景噪声较大，对于一些痕量气体很难实现检测，灵敏度不高，降低了激光光源利用率，且无法同时检测多种气体，这极大限制了检测装置应用。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种基于光纤激光器的气体检测装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于光纤激光器的气体检测装置，包括：用于产生激光信号的光纤激光器、用于根据所述激光信号进行气体检测并产生光声信号的光声池以及用于对所述光声信号进行处理的信号处理模块，其中，所述光纤激光器产生的激光信号波长可调；

所述光声池连接所述光纤激光器，所述光声池包括入射光窗口、充排气窗口以及多程室，其中，所述多程室的内表面设有若干反光镜。

在本实用新型的一个实施例中，所述光纤激光器包括相互连接的可调谐光纤激光光源和机械斩波器。

在本实用新型的一个实施例中，所述可调谐光纤激光光源包括依次通过光纤连接的泵浦源、耦合光学系统、谐振腔以及准直光学系统，其中，所述谐振腔腔镜为光纤光栅。

在本实用新型的一个实施例中，所述光纤光栅为多波长可调光纤光栅。

在本实用新型的一个实施例中，所述光声池的横截面为椭圆形结构。

在本实用新型的一个实施例中，所述充排气窗口设置于所述光声池的底部。

在本实用新型的一个实施例中，所述反光镜为焦距相同的凹面反光镜，并封闭在所述多程室内表面抛光的不锈钢管内。

在本实用新型的一个实施例中，所述信号处理模块包括声电转换模块、锁相放大器以及处理器；其中，

所述声电转换模块连接所述光声池，用于将所述光声信号转换为电信号；

所述锁相放大器连接所述机械斩波器以及所述声电转换模块，用于对所述电信号进行处理；

所述处理器连接所述锁相放大器，用于对处理后的所述电信号进行存储和信号分析，以完成对所述待测气体的检测。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型提供的基于光纤激光器的气体检测装置通过在光声池内表面设置反光镜增加了待测气体对激光的吸收光程，提高了装置的灵敏度，增加了激光光源的利用率；