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公开(公告)号：CN110361360B
公开(公告)日：2020-07-10
申请号：CN201910647145.3
申请日：2019-07-17
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01N21/39
Abstract: 本发明公开了一种用于气体检测的可调谐激光器半波扫描控制方法及系统，作用于待测气体的扫描信号采用三角波，当扫描信号处于顶点时，可调谐激光器的输出波长位于待测气体的吸收中心波长处，将调制信号加载到扫描信号上得到叠加信号，作用于可调谐激光器产生激光，入射到气室，将气室出射的光信号转化为电信号，再将电信号经过数据处理得到携带有气体浓度信息的二次谐波，通过提取所述二次谐波的强度变化，实现气体浓度的检测。本发明提供的半波扫描与传统扫描相比，在同周期内仅测到一组二次谐波，不会出现两组二次谐波，避免了吸收峰交叠的现象，便于观察气体谱线线型变化以及对谱线半高宽的测量，从而实现对气体的温度和压强变化检测。
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公开(公告)号：CN111551502A
公开(公告)日：2020-08-18
申请号：CN202010473514.4
申请日：2020-05-29
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种非谐振式光声光谱系统，属于气体检测技术领域。包括红外宽谱光源、反射罩、调制与滤光单元、光声池和微音器；所述光声池为放大型结构，其腔体截面直径沿着光线方向增大，且包括前窗和后窗；反射罩，用于将所述红外宽谱光源发出的光线反射汇聚于所述后窗的中心。将宽谱光源放置于左焦点时，可以有效将光线汇聚于光声池后窗中心，在保持较佳光束准直的条件下可优化汇聚效果使得光束整体空间分布合理，提升射入光声池的光束功率；放大型光声池的放大比例与反射罩的形状参数相匹配，最大程度地降低光束打到光声池内壁上的光线分布和比例，减小池壁吸收光引起的同频噪声，提高系统信噪比和检测限。
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公开(公告)号：CN110361342A
公开(公告)日：2019-10-22
申请号：CN201910615756.X
申请日：2019-07-09
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种基于全光网络的多点多气体光声光谱检测系统及方法，系统包括依次连接的光源发生模块、波分解复用模块、N个光分路模块、N个光声池、N个光学微音器、波分复用模块、光信号接收模块以及用于各个模块之间连接的多根光纤，其中光声池用于产生光声效应。本发明将包含待测气体多个吸收峰的宽谱光源进行解波分复用，得到多路不同频率的窄带光，窄带光被分为两路，分别作为激励光源产生光声信号，光声信号经波分复用后被接收和处理，对不同中心频率下光信号的分析可以得到对应检测点的气体浓度信息，实现气体的多点多组分检测。
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公开(公告)号：CN110361332A
公开(公告)日：2019-10-22
申请号：CN201910615745.1
申请日：2019-07-09
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01N21/17 , G01N21/3504
Abstract: 本发明公开了一种用于气体光声光谱检测的光声池，包括第一缓冲室和第二缓冲室，对称设置在光声池中心轴线的两侧；用于通入待测气体的进气口和用于排出待测气体的出气口，进气口与第一缓冲室连通，出气口与第二缓冲室连通；用于使入射光从第一布鲁斯特窗口进入第一缓冲室的入光口和用于使入射光从第二布鲁斯特窗口出射第二缓冲室的出光口；共振腔，为圆柱形石英空芯玻璃管，连通第一缓冲室和第二缓冲室；微音器，设置在共振腔内，用于探测声音信号。本发明提供的光声池的共振腔用石英玻璃管代替传统的金属，在保证共振腔硬度的同时，内表面粗糙度大大降低，有效减小气体吸附和粘滞效应，降低光声信号背景噪声，提升光声池的Q值和信噪比。
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公开(公告)号：CN111380805B
公开(公告)日：2021-04-06
申请号：CN202010004566.7
申请日：2020-01-02
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种谐振频率可调的光声池及调节方法，属于气体检测技术领域。本发明提供的光声池置于恒温箱内部，包括第一缓冲室、第二缓冲室、谐振腔、第一光窗、第二光窗、第一活动结构、第二活动结构；所述第一光窗和所述第二光窗分别位于所述第一缓冲室和第二缓冲室的外侧。本发明利用压电陶瓷将原本固定的缓冲室、谐振腔改进成可调节结构参数的活动结构，提高了谐振频率的调节能力以及整个光声池处于谐振式工作状态的可靠性和灵活性，而且，将光声池置于恒温箱内，既可消除外界温度及压强变化带来的干扰，避免了外界干扰带来谐振式工作过程中谐振频率的不稳定，又能通过改变温度来调节光声池的谐振频率，提高检测系统的工作稳定性和信噪比。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110361342B
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN201910615756.X
申请日：2019-07-09
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种基于全光网络的多点多气体光声光谱检测系统及方法，系统包括依次连接的光源发生模块、波分解复用模块、N个光分路模块、N个光声池、N个光学微音器、波分复用模块、光信号接收模块以及用于各个模块之间连接的多根光纤，其中光声池用于产生光声效应。本发明将包含待测气体多个吸收峰的宽谱光源进行解波分复用，得到多路不同频率的窄带光，窄带光被分为两路，分别作为激励光源产生光声信号，光声信号经波分复用后被接收和处理，对不同中心频率下光信号的分析可以得到对应检测点的气体浓度信息，实现气体的多点多组分检测。
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公开(公告)号：CN110987869A
公开(公告)日：2020-04-10
申请号：CN201911288867.0
申请日：2019-12-12
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01N21/39
Abstract: 本发明公开了一种集成式光纤气体检测系统及方法，属于光纤气体检测领域，信号源驱动模块用于产生连续变化的周期性电流；激光器用于在不同大小的电流驱动下产生不同波长的初始激光光束；温度控制模块，用于控制激光器内部温度；待测气体吸收初始激光光束，输出目标激光光束；分光器件用于将目标激光光束分为光强相等的激光光束D1和激光光束D2；参考气室内已知浓度的气体吸收激光光束D2，输出参考激光光束；第一光电探测器将激光光束D1转换为第一电信号；第二光电探测器将参考激光光束转换为第二电信号；信号处理模块根据第一电信号和第二电信号，计算待测气体的浓度；本发明不仅避免了破坏待测气室的结构完整性，同时制造工艺简单，易集成。
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公开(公告)号：CN111551502B
公开(公告)日：2021-06-29
申请号：CN202010473514.4
申请日：2020-05-29
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种非谐振式光声光谱系统，属于气体检测技术领域。包括红外宽谱光源、反射罩、调制与滤光单元、光声池和微音器；所述光声池为放大型结构，其腔体截面直径沿着光线方向增大，且包括前窗和后窗；反射罩，用于将所述红外宽谱光源发出的光线反射汇聚于所述后窗的中心。将宽谱光源放置于左焦点时，可以有效将光线汇聚于光声池后窗中心，在保持较佳光束准直的条件下可优化汇聚效果使得光束整体空间分布合理，提升射入光声池的光束功率；放大型光声池的放大比例与反射罩的形状参数相匹配，最大程度地降低光束打到光声池内壁上的光线分布和比例，减小池壁吸收光引起的同频噪声，提高系统信噪比和检测限。
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公开(公告)号：CN111380805A
公开(公告)日：2020-07-07
申请号：CN202010004566.7
申请日：2020-01-02
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种谐振频率可调的光声池及调节方法，属于气体检测技术领域。本发明提供的光声池置于恒温箱内部，包括第一缓冲室、第二缓冲室、谐振腔、第一光窗、第二光窗、第一活动结构、第二活动结构；所述第一光窗和所述第二光窗分别位于所述第一缓冲室和第二缓冲室的外侧。本发明利用压电陶瓷将原本固定的缓冲室、谐振腔改进成可调节结构参数的活动结构，提高了谐振频率的调节能力以及整个光声池处于谐振式工作状态的可靠性和灵活性，而且，将光声池置于恒温箱内，既可消除外界温度及压强变化带来的干扰，避免了外界干扰带来谐振式工作过程中谐振频率的不稳定，又能通过改变温度来调节光声池的谐振频率，提高检测系统的工作稳定性和信噪比。
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公开(公告)号：CN110361360A
公开(公告)日：2019-10-22
申请号：CN201910647145.3
申请日：2019-07-17
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01N21/39
Abstract: 本发明公开了一种用于气体检测的可调谐激光器半波扫描控制方法及系统，作用于待测气体的扫描信号采用三角波，当扫描信号处于顶点时，可调谐激光器的输出波长位于待测气体的吸收中心波长处，将调制信号加载到扫描信号上得到叠加信号，作用于可调谐激光器产生激光，入射到气室，将气室出射的光信号转化为电信号，再将电信号经过数据处理得到携带有气体浓度信息的二次谐波，通过提取所述二次谐波的强度变化，实现气体浓度的检测。本发明提供的半波扫描与传统扫描相比，在同周期内仅测到一组二次谐波，不会出现两组二次谐波，避免了吸收峰交叠的现象，便于观察气体谱线线型变化以及对谱线半高宽的测量，从而实现对气体的温度和压强变化检测。
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