音叉式石英晶振共振频率对QEPAS传感器性能影响的研究

摘要：

以标准商用石英音叉(QTF)为测声模块的石英增强光声光谱(QEPAS)技术是近年来发展迅速的一种痕量气体检测技术.标准商用QTF拥有的小体积,高Q值,高共振频率的特性使QEPAS技术具有结构紧凑且对环境噪声免疫的特性.但传统商用QTF狭窄的振臂间距以及较高的共振频率,使其无法在光源光束质量较差或被测气体弛豫率较低的情况下被很好的应用于QEPAS系统.为克服上述难题,非标准商用QT F( f0 ≠32. 7 kHz)被设计制作并越来越多的被装配于QEPAS系统中.因此,QT F共振频率对QEPAS系统信噪比的影响需要被详细研究.以水汽为目标气体,采用二次谐波调制解调技术研究了QTF共振频率对基于QEPAS技术传感器性能的影响.实验结果表明,QT F共振频率的变化对QEPAS系统的输出信号及噪声均有显著影响且QTF共振频率与QEPAS系统信噪比之间存在反比关系.上述结论对QEPAS系统中非标准QTF的设计及使用均具有重要的指导价值,对该类传感器的研发及应用意义重大.

关键词：石英增强光声光谱、石英音叉、光学气体传感器、痕量气体检测

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分类号：O433.1(光学)

资助基金：国家自然科学基金项目61805132 ,61622503 ,61575113 ,山西省"1331工程"重点学科建设计划经费,山西省中青年拔尖创新人才支持计划,山西省"三晋学者"特聘教授支持计划2017Q NSJXZ-04 ,2018中央提升武红鹏人才事业启动经费227545028

在线出版日期：2019-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：3056-3060