[实用新型]一种高灵敏度的气体测量装置

权利要求书

1.一种高灵敏度的气体测量装置，其特征在于，包括：光源组件(10)、光学谐振腔(20)、光信号接收模块(30)、电信号处理模块(40)、数据采集计算模块(50)；

所述光源组件(10)包括用于发射探测光的激光器(101)；所述激光器(101)发射的探测光入射进所述光学谐振腔(20)；

所述光学谐振腔(20)用于盛装气体；所述光学谐振腔(20)包括PFA管(202)，所述PFA管(202)的两侧端面分别设有用于密封的高反射率透镜，即第一高反射率透镜(2011)和第二高反射率透镜(2012)，探测光从第一高反射率透镜(2011)入射；所述PFA管(202)的上设有两个气孔，即进气口(2031)和出气口(2032)；

所述光信号接收模块(30)作为光信号的检测器件；所述光信号接收模块(30)接收所述第二高反射率透镜(2012)出射的光并转换为电信号，即生成探测信号；所述光信号接收模块(30)与电信号处理模块(40)连接，将探测信号传输至电信号处理模块(40)；

所述电信号处理模块(40)包括锁相放大器(402)；所述锁相放大器(402)用于对探测信号进行解调，得到解调后的信号；所述电信号处理模块(40)与数据采集计算模块(50)连接，将探测信号和解调后的信号均传输至数据采集计算模块(50)；

所述数据采集计算模块(50)包括数据采集卡(501)和计算机(502)；所述数据采集卡(501)用于信号采集，并输入进所述计算机(502)，所述计算机(502)用于进行计算和存储；

还包括气路组件(60)；

所述气路组件(60)包括沿气体传输方向依次设置的气体过滤器(601)、三通电磁阀(602)、粒子过滤器(603)、质量流量计(604)和微型隔膜泵(605)；所述气体过滤器(601)用于滤除样气中的待测成分得到背景气；所述三通电磁阀(602)一侧输入口连接样气，另一侧输入口连接所述气体过滤器(601)；所述三通电磁阀(602)的常开口即输出口连接所述粒子过滤器(603)，所述粒子过滤器(603)用于去除气体中存在的气溶胶颗粒；所述粒子过滤器(603)的输出口连接所述光学谐振腔的进气口(2031)，过滤后的气体依次流经所述光学谐振腔的进气口(2031)和出气口(2032)；所述光学谐振腔的出气口(2032)连接所述质量流量计(604)的输入口，所述质量流量计(604)用于控制出气口(2032)的流速大小；所述质量流量计(604)的输出口与所述微型隔膜泵(605)的输入口连接；所述微型隔膜泵(605)作为动力源，用于所述光学谐振腔(20)内气体的置换。

2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度的气体测量装置，其特征在于，所述激光器(101)的输出端沿光传播方向依次设置光学隔离器(102)和小孔光阑(103)。

3.根据权利要求2所述的一种高灵敏度的气体测量装置，其特征在于，所述激光器(101)是一个中心波长为405nm的二极管激光器，最大TTL调制频率为10MHz，下降沿小于30ns；所述光学隔离器(102)在405nm处的隔离效率为30dB。

4.根据权利要求1所述的一种高灵敏度的气体测量装置，其特征在于，所述PFA管(202)的外径为1/2英寸，内径为3/8英寸；两个高反射率透镜的反射率均大于99.98％，两个高反射率透镜之间距离为47.5cm；两个气孔为对称设置，气体流向可以互换。

5.根据权利要求1所述的一种高灵敏度的气体测量装置，其特征在于，所述光信号接收模块(30)包括沿光传播方向依次设置的滤光片(301)和探测器(302)；所述滤光片(301)用于滤除探测光以外的杂散光，所述探测器(302)用于将光信号转换成电流信号；所述电信号处理模块(40)包括处理电路(401)和锁相放大器(402)；所述探测器(302)与处理电路(401)电连接，将电流信号传输至处理电路(401)；所述处理电路(401)用于将电流信号转换为电压信号；所述处理电路(401)与锁相放大器(402)电连接，将电压信号传输至锁相放大器(402)；所述锁相放大器(402)用于进行信号解调得到解调后的信号；所述处理电路(401)和锁相放大器(402)均与数据采集卡(501)电连接，分别将电压信号和解调后的信号传输给数据采集卡(501)。