基於光聲光譜的多組分環境氣體分析儀檢視原始碼討論檢視歷史

來自 搜狐網 的圖片

基於光聲光譜的多組分環境氣體分析儀相關專利針對高端環境氣體測量問題，提出多組分、高靈敏、高可靠的光聲光譜環境氣體分析技術方案。基於光干涉式微弱光執位移檢出技術、低功耗高可靠的微弱信號數字鎖相與濾波技術、精確定量光譜解析技術等，將光聲光譜氣體檢測技術與量子級聯激光器、半導體激光器多光源耦合技術相融合，實現無機氣體和揮發性有機氣體的 ppb 級濃度的測量，可應用於空氣質量、公共安全、國防軍事等領域的氣體檢測中。

二、技術要點

（解決的技術難題、技術指標等）

基於相關專利的多組分環境氣體分析儀，主要技術優勢和性能指標如下：

主要技術優勢

(1)採用光聲光譜法同時測量多組分痕量氣體濃度，研製出多組分痕量氣體檢測儀；

(2)採用硅MEMS光干涉式光聲信號檢測技術，靈敏度高於基於微音器檢測或石英音叉增強的光聲氣體檢測方法；

(3)採用相變傳熱耦合自適應風扇溫控技術，使檢測儀適應於不同環境需求，保證產品可靠性和穩定性。

主要性能指標

(1)氣體種類：在紅外區有吸收現象的氣體（種類可根據具體應用環境需求確定，最多可達20種）

(2)探測下限：取決於待測氣體種類，典型值為ppb級；

(3)動態範圍：105數量級；

(4)響應時間：5s至幾分鐘可設置；

(5)溫度穩定性：(0～45)℃內，無影響；

(6)壓力穩定性：(930～200)kPa內，無影響；

(7)重量：≤25kg。

三、成果形式

（專利、著作權、新產品、新技術等）

4項專利包括：

(1)ZL201410177845.8一種用於光聲多組分氣體檢測的空間光束耦合裝置

本發明公開了一種用於光聲多組分氣體檢測的空間光束耦合裝置，包括複合光源、窗片、氣體池、聲敏元件組成；本發明通過對複合光源內的輸出光束進行調製去激勵氣體池內的氣體，使氣體池內的氣體受激後無輻射躍遷產生光熱信號，通過聲敏元件測量光熱信號，對聲敏元件的信號進行分析處理，即可換算出被測氣體的濃度。本耦合裝置具有小體積、快速響應、低背景噪聲、多組分同時檢測等優點，適用於環境氣體的光聲光譜監測系統，也可用於光譜分析、分析儀器等領域相關設備的多光源耦合與檢測。

(2)ZL201410602167.5一種脈衝式激光器可調快速常壓智能驅動電路

本發明涉及一種脈衝式激光器可調快速常壓智能驅動電路，適用於環境氣體的光聲光譜監測中量子級聯激光器的驅動，也可用於紅外對抗、毒品和爆炸物監測、太赫茲成像等領域應用量子級聯激光器或其它脈衝式激光器的場合，屬於電子設備的技術領域。

(3)ZL201110362043.0石英音叉增強型光聲譜氣體池

本發明公開了一種石英音叉增強型光聲譜氣體池，包括第一c-lens準直透鏡(4)、第二c-lens準直透鏡(1)、第一諧振管(3)、第二諧振管(2)、石英音叉(7)、雙V型槽固定座(8)和基座(9)，從第二c-lens準直透鏡(1)發出的光路穿過第二諧振管(2)、石英音叉(7)叉指間隙和第一諧振管(3)後到達第一c-lens準直透鏡(4)。本發明的氣體池中採用c-lens準直透鏡，使光束能全部通過諧振管和石英音叉，避免了光束入射時的損耗，提高了氣體池的靈敏度。同時，採用c-lens準直透鏡使光源與氣體池之間不需要準直聚焦，減小了光聲光譜氣體檢測裝置的體積。

(4)ZL201430143165.5環境空氣檢測儀

四、應用領域及應用場景

氣體檢測

五、當前應用成效

已完成多個項目工程樣機及產品的研製，氣體檢測儀、高靈敏環境空氣監測儀、便攜式紅外光聲光譜氣體檢測儀等多個項目工程樣機及產品的研製。

六、應用推廣的領域和場景

可應用於工業、農業、交通、環保、航空航天等領域的氣體檢測。

七、應用推廣的價值和前景

（產業帶動能力、效率提升能力、市場規模等）

有望提升氣體檢測效率，應用範圍廣。

八、技術優化的方向和途徑

本發明在12V直流電源和等效電阻2.73Ω的激光器下可輸出幅值超過1.7安培的電流，且其上升/下降時間不超過20納秒，脈衝寬度可隨意調節，最小脈寬低至20納秒，最大重複頻率超過1MHz，比已有的激光器脈衝驅動電路的邊沿時間短，脈衝參數的調節範圍更寬、更靈活。