具有改进反馈回路的腔增强型光声痕量气体探测器

摘要

本发明提供了一种用于检测气体混合物中痕量气体的浓度的光声痕量气体探测器(100)。所述探测器(100)包括用于生成光束的光源(101)和用于以斩波频率将所述光束调制为一系列光脉冲以在所述气体混合物中产生声波的光调制器(103)。声波的振幅是痕量气体浓度的量度。探测器(100)还包括具有气体混合物的光腔(104a，104b)。光腔(104a，104b)放大光脉冲的光强度。换能器(109)将声波转换为电信号。反馈回路(110，111，113，114)调整光腔(104a，104b)的长度和光束的波长的比率以在所述光腔(104a，104b)中放大光脉冲的光强度。反馈回路(110，111，113，114)包括用于以调制频率来调制比率的比率调制装置(113，114)、用于测量光脉冲的光强度的光探测器(110)和被耦合到所述光探测(100)和比率调制装置(113，114)的调节装置(111)，用于依据所测量的光强度来调节所述比率的平均值。所述斩波频率高于调制频率。

主权项

1、一种用于检测气体混合物中痕量气体的浓度的光声痕量气体探测器(100)，所述光声痕量气体探测器(100)包括：用于生成光束的光源(101)；用于以斩波频率将所述光束调制为一系列光脉冲以在所述气体混合物中产生声波的光调制器(103)，所述声波的振幅为所述浓度的量度；用于包含所述气体混合物并且用于放大所述光脉冲的光强度的光腔(104a，104b)；用于将所述声波转换为电信号的换能器(109)；以及反馈回路(110，111，113，114)，用于调整所述光腔(104a，104b)的长度和所述光束的波长的比率以在所述光腔(104a，104b)中放大所述光脉冲的所述光强度，所述反馈回路(110，111，113，114)包括：比率调制装置(113，114)，用于以调制频率调制所述比率；光探测器(110)，用于测量所述光脉冲的所述光强度；以及调节装置(111)，被耦合到所述光探测器(110)和所述比率调制装置，用于根据所测量的光强度来调节所述比率的平均值，其特征在于：所述斩波频率高于所述调制频率。