JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

基于长光程近红外光声光谱的微量气体探测研究

赵赫 郑安平 李银华 齐汝宾

赵赫, 郑安平, 李银华, 等. 基于长光程近红外光声光谱的微量气体探测研究[J]. 轻工学报, 2019, 34(6): 89-95. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.06.012
引用本文: 赵赫, 郑安平, 李银华, 等. 基于长光程近红外光声光谱的微量气体探测研究[J]. 轻工学报, 2019, 34(6): 89-95. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.06.012
ZHAO He, ZHENG Anping, LI Yinhua and et al. Research on trace gas detection based on long pass and near infrared photoacoustic spectrum[J]. Journal of Light Industry, 2019, 34(6): 89-95. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.06.012
Citation: ZHAO He, ZHENG Anping, LI Yinhua and et al. Research on trace gas detection based on long pass and near infrared photoacoustic spectrum[J]. Journal of Light Industry, 2019, 34(6): 89-95. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.06.012

基于长光程近红外光声光谱的微量气体探测研究

    作者简介: 赵赫(1995-),男,河南省长垣县人,郑州轻工业大学硕士研究生,主要研究方向为激光测量技术.;
  • 基金项目: 河南省科技攻关项目(162102210154);河南省高等学校重点科研项目(15A535002);郑州轻工业学院博士基金项目(2014BSJJ003);郑州市产学研合作计划支持项目(18A007)

  • 中图分类号: O433.1

Research on trace gas detection based on long pass and near infrared photoacoustic spectrum

  • Received Date: 2019-03-07

    CLC number: O433.1

  • 摘要: 针对采用高功率激光光源或外加功率放大设备以提高光声光谱探测灵敏度时存在系统成本较高和复杂度较大的缺点,基于普通一阶共振式光声池,引入Herriott型多次反射池技术,设计了一种基于长光程近红外光声光谱的微量气体探测系统.该系统通过Herriott结构使光束穿过光声池的光程增加,提高待测气体的吸收光强,并利用光声信号在光声池内共振增强的特性,实现在不增加光源功率的情况下有效增加光声转换功率,提高系统探测灵敏度.以NH3为例进行的验证实验结果表明,在平均时间为100 s时,对NH3的最低检测限达2.69×10-7,1σ归一化等效噪声吸收系数为9.87×10-11 W·cm-1·Hz-1/2,该系统结构简单,成本低廉,可以广泛应用于微量气体探测领域.
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  • 收稿日期:  2019-03-07
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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赵赫, 郑安平, 李银华, 等. 基于长光程近红外光声光谱的微量气体探测研究[J]. 轻工学报, 2019, 34(6): 89-95. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.06.012
引用本文: 赵赫, 郑安平, 李银华, 等. 基于长光程近红外光声光谱的微量气体探测研究[J]. 轻工学报, 2019, 34(6): 89-95. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.06.012
ZHAO He, ZHENG Anping, LI Yinhua and et al. Research on trace gas detection based on long pass and near infrared photoacoustic spectrum[J]. Journal of Light Industry, 2019, 34(6): 89-95. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.06.012
Citation: ZHAO He, ZHENG Anping, LI Yinhua and et al. Research on trace gas detection based on long pass and near infrared photoacoustic spectrum[J]. Journal of Light Industry, 2019, 34(6): 89-95. doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.06.012

基于长光程近红外光声光谱的微量气体探测研究

    作者简介:赵赫(1995-),男,河南省长垣县人,郑州轻工业大学硕士研究生,主要研究方向为激光测量技术.
  • 郑州轻工业大学 电气信息工程学院/河南省信息化电器重点实验室, 河南 郑州 450002
基金项目:  河南省科技攻关项目(162102210154);河南省高等学校重点科研项目(15A535002);郑州轻工业学院博士基金项目(2014BSJJ003);郑州市产学研合作计划支持项目(18A007)

摘要: 针对采用高功率激光光源或外加功率放大设备以提高光声光谱探测灵敏度时存在系统成本较高和复杂度较大的缺点,基于普通一阶共振式光声池,引入Herriott型多次反射池技术,设计了一种基于长光程近红外光声光谱的微量气体探测系统.该系统通过Herriott结构使光束穿过光声池的光程增加,提高待测气体的吸收光强,并利用光声信号在光声池内共振增强的特性,实现在不增加光源功率的情况下有效增加光声转换功率,提高系统探测灵敏度.以NH3为例进行的验证实验结果表明,在平均时间为100 s时,对NH3的最低检测限达2.69×10-7,1σ归一化等效噪声吸收系数为9.87×10-11 W·cm-1·Hz-1/2,该系统结构简单,成本低廉,可以广泛应用于微量气体探测领域.

English Abstract

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