[发明专利]双波腹激发的石英增强光声光谱测声器及气体探测装置

摘要

本发明涉及一种双波腹激发的石英增强光声光谱测声器及气体探测装置。本发明的目的是解决现有的音叉式石英晶振一次泛频模式探测灵敏度不高的技术问题。本发明采用的技术方案是：一种双波腹激发的石英增强光声光谱测声器，包括一个竖直设置的音叉式石英晶振、与音叉式石英晶振相匹配的微型声音共振腔Ⅰ、微型声音共振腔Ⅱ和一个用于固定音叉式石英晶振以及微型声音共振腔Ⅰ和微型声音共振腔Ⅱ的支架；所述微型声音共振腔Ⅱ和微型声音共振腔Ⅰ设在音叉式石英晶振振臂间隙的位置分别与沿音叉式石英晶振振臂底部向上一次泛频振动的两个振动波腹的位置重合。本发明中使用双波腹激发的石英增强光声光谱测声器的气体探测装置具有灵敏度高的优点。

主权项

1.一种双波腹激发的石英增强光声光谱测声器的气体探测装置，其特征在于：包括光学部分和电子部分，光学部分包括激光器(7)、光学隔离器(8)、光学环形器(9)、光束准直器Ⅰ(10)、光束准直器Ⅱ(12)、光学相位补偿器(11)、双波腹激发的石英增强光声光谱测声器(6)和铝膜反射镜(13)，所述双波腹激发的石英增强光声光谱测声器(6)包括一个竖直设置的音叉式石英晶振(1)、与音叉式石英晶振(1)相匹配的微型声音共振腔Ⅰ(2)、微型声音共振腔Ⅱ(3)和一个用于固定音叉式石英晶振(1)以及微型声音共振腔Ⅰ(2)和微型声音共振腔Ⅱ(3)的支架(5)；所述每个微型声音共振腔由一对水平设置在音叉式石英晶振(1)两侧且垂直于音叉式石英晶振(1)的振臂面的不锈钢毛细管(4)组成，每对不锈钢毛细管(4)的中心轴线重合且均穿过音叉式石英晶振(1)的振臂间隙；所述支架(5)由上下两个托盘组成，两个托盘的中间垂直向下设有放置音叉式石英晶振(1)的长方形通孔(20)，上、下托盘上还分别设有放置微型声音共振腔Ⅰ(2)和微型声音共振腔Ⅱ(3)的凹槽，且凹槽与长方形通孔(20)垂直，所述微型声音共振腔Ⅱ(3)和微型声音共振腔Ⅰ(2)设在音叉式石英晶振(1)振臂间隙的位置分别与沿音叉式石英晶振振臂底部向上一次泛频振动的两个振动波腹的位置重合，所述一次泛频振动的两个振动波腹振动180度反向；激光器(7)的光纤输出端口连接光学隔离器(8)的输入端，光学隔离器(8)的输出端连接光学环形器(9)的第一端口，光学环形器(9)的第二端口通过光纤连接光束准直器Ⅰ(10)，光学环形器(9)的第三端口通过光纤连接光学相位补偿器(11)的输入端，光学相位补偿器(11)的输出端通过光纤连接光束准直器Ⅱ(12)，光束准直器Ⅱ(12)设在双波腹激发的石英增强光声光谱测声器(6)中微型声音共振腔Ⅰ(2)的入光侧，光束准直器Ⅰ(10)设在双波腹激发的石英增强光声光谱测声器(6)中微型声音共振腔Ⅱ(3)的入光侧，铝膜反射镜(13)设在双波腹激发的石英增强光声光谱测声器(6)中微型声音共振腔Ⅱ(3)的出光侧；电子部分包括功率计(14)、激光器驱动(15)、信号发生器(16)、前置放大器(17)、锁相放大器(18)和电脑(19)，功率计(14)设在双波腹激发的石英增强光声光谱测声器(6)中微型声音共振腔Ⅰ(2)的出光侧，激光器驱动(15)的控制端连接激光器(7)，信号发生器(16)的信号输出端口连接激光器驱动(15)的调制端口，信号发生器(16)的同步端口连接锁相放大器(18)的同步信号输入端，双波腹激发的石英增强光声光谱测声器(6)的信号输出端连接前置放大器(17)的信号输入端，前置放大器(17)的信号输出端连接锁相放大器(18)的信号输入端，锁相放大器(18)和功率计(14)的信号输出端连接电脑(19)的信号采集端口。