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公开(公告)号：CN111220551B
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN201911207243.1
申请日：2019-11-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于音叉共鸣的光热光谱痕量气体检测装置及方法，所述装置包括激光器、激光准直系统、气室、第一石英音叉、第二石英音叉、阻抗放大器、控制与数据采集系统、计算机，其中：激光器经过控制与数据采集系统调制后输出激光，经激光准直系统后入射到气室内，待测目标气体吸收激光能量后，激光从气室出射并照射在第一石英音叉上；第一石英音叉吸收出射激光能量发生周期性的弹性形变进而产生振动，第二石英音叉产生共同振动，从而产生电流信号；阻抗放大器将电流信号放大为电压信号；控制与数据采集系统和计算机对放大后的电压信号进行采集和处理，反演出探测气体的浓度。本发明避免了热噪声源，减小了系统内噪声的引入。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111220551A
公开(公告)日：2020-06-02
申请号：CN201911207243.1
申请日：2019-11-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于音叉共鸣的光热光谱痕量气体检测装置及方法，所述装置包括激光器、激光准直系统、气室、第一石英音叉、第二石英音叉、阻抗放大器、控制与数据采集系统、计算机，其中：激光器经过控制与数据采集系统调制后输出激光，经激光准直系统后入射到气室内，待测目标气体吸收激光能量后，激光从气室出射并照射在第一石英音叉上；第一石英音叉吸收出射激光能量发生周期性的弹性形变进而产生振动，第二石英音叉产生共同振动，从而产生电流信号；阻抗放大器将电流信号放大为电压信号；控制与数据采集系统和计算机对放大后的电压信号进行采集和处理，反演出探测气体的浓度。本发明避免了热噪声源，减小了系统内噪声的引入。
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公开(公告)号：CN110646348A
公开(公告)日：2020-01-03
申请号：CN201910978879.X
申请日：2019-10-15
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01N21/17
Abstract: 本发明公开了一种基于平行入射的石英光声光谱传感系统，所述传感系统包括沿光束传播方向依次设置的半导体激光器、光学准直器、石英音叉、数据采集系统、计算机。本发明设计了一种新的激光入射到石英音叉的方式，激光平行于石英音叉的叉股入射，从音叉叉股的中间穿过最后直接打在音叉的底部。由于石英音叉的长度远大于其厚度，所以激光与气体有效的相互作用距离会大大增加，从而提高声波对石英音叉的作用效果使得石英音叉的输出信号增大，最终提高气体探测的灵敏度。
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公开(公告)号：CN110927066B
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN201911276394.2
申请日：2019-12-12
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01N21/17
Abstract: 本发明公开了一种基于H形共振管提升光声光谱传感器性能的装置和方法，所述装置包括半导体激光器、激光准直系统、气室、H形共振管、石英音叉、直角棱镜、阻抗放大器、控制与数据采集系统、计算机，其中：H形共振管包括两个横向管和一个纵向管，第一横向管和第二横向管的中点位置由纵向管连通，纵向管的中点位置处设有两个开口；石英音叉和H形共振管放置在含有待测气体的气室中，纵向管穿过石英音叉的叉股间隙，且纵向管的两个开口位置与石英音叉的两个叉股相对准。本发明解决目前常用的声学共振管对石英光声光谱痕量气体传感器性能提升较低的问题，可使信号提高1800倍，具有放大倍数高、成本低、体积小等优点。
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公开(公告)号：CN110646348B
公开(公告)日：2021-11-16
申请号：CN201910978879.X
申请日：2019-10-15
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01N21/17
Abstract: 本发明公开了一种基于平行入射的石英光声光谱传感系统，所述传感系统包括沿光束传播方向依次设置的半导体激光器、光学准直器、石英音叉、数据采集系统、计算机。本发明设计了一种新的激光入射到石英音叉的方式，激光平行于石英音叉的叉股入射，从音叉叉股的中间穿过最后直接打在音叉的底部。由于石英音叉的长度远大于其厚度，所以激光与气体有效的相互作用距离会大大增加，从而提高声波对石英音叉的作用效果使得石英音叉的输出信号增大，最终提高气体探测的灵敏度。
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公开(公告)号：CN110927066A
公开(公告)日：2020-03-27
申请号：CN201911276394.2
申请日：2019-12-12
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01N21/17
Abstract: 本发明公开了一种基于H形共振管提升光声光谱传感器性能的装置和方法，所述装置包括半导体激光器、激光准直系统、气室、H形共振管、石英音叉、直角棱镜、阻抗放大器、控制与数据采集系统、计算机，其中：H形共振管包括两个横向管和一个纵向管，第一横向管和第二横向管的中点位置由纵向管连通，纵向管的中点位置处设有两个开口；石英音叉和H形共振管放置在含有待测气体的气室中，纵向管穿过石英音叉的叉股间隙，且纵向管的两个开口位置与石英音叉的两个叉股相对准。本发明解决目前常用的声学共振管对石英光声光谱痕量气体传感器性能提升较低的问题，可使信号提高1800倍，具有放大倍数高、成本低、体积小等优点。
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