(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210287508.9 (22)申请日 2022.03.22 (71)申请人 赵飞 地址 315048 浙江省宁波市 鄞州区梅 墟街 道蓝庭花园16单 元405 (72)发明人 赵飞　杨如祥　 (74)专利代理 机构 宁波诚源专利事务所有限公 司 33102 专利代理师 张一平　林辉 (51)Int.Cl. G01N 21/17(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种光声光谱气体 检测方法 (57)摘要 本发明公开了一种光声光谱气体检测方法， 所述检测方法利用的光声光谱气体检测系统包 括用于提供光源的激光器以及用于提供气体测 量空间的光声池； 其特征在于： 所述检测方法包 括如下步骤： S1)检测系统发出触发信号， 触发激 光器发射一个光脉冲信号， 光脉冲信号发射到光 声池而触发光声响应； S2)检测激光器发射的光 脉冲信号的强度和光声池内的声光响应信号强 度； S3)同步采集检测到的光脉冲信号的强度和 声光响应信号强度， 在一个光脉冲信号周 期内， 对光脉冲信号和声光响应信号进行N次采样， N≥ 1； S4)对步骤S3)采样得到的光脉冲信号和声光 响应信号进行积分处理和计算， 通过下述公式计 算得到待探测气体浓度： 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 114813575 A 2022.07.29 CN 114813575 A 1.一种光声光谱气体检测方法， 所述检测方法利用的光声光谱气体检测系统包括用于 提供光源的激光器(11)以及用于提供气体测量空间的光声池(2)； 其特征在于： 所述检测方 法包括如下步骤： S1)检测系统发出触发信号， 触发激光器(11)发射一个光脉冲信号， 光脉冲信号发射到 光声池(2)而触发光声响应； S2)检测激光器(1 1)发射的光脉冲信号的强度和光声池(2)内的声光响应信号强度； S3)同步采集检测到的光脉冲信号的强度和声光响应信号强度， 在一个光脉冲信号周 期内， 对光脉冲信号和声光响应信号进行N次采样， N≥2； S4)对步骤S3)采样得到的光脉冲信号和声光响应信号进行积分处理和计算， 通过下述 公式计算得到待探测气体浓度： 其中， C为待测气体浓度， i＝1～N， α 为待测气体对特定波长激发光的吸收系数， Pi为一 次触发光脉冲信号周期内第i次采样光脉冲信号的强度， R为光声池(2)的声电转换装置的 灵敏度， F为光声池常数， Mi为一次触发光脉冲信号周期内第i次采样光脉冲信号的声光响 应信号强度。 2.根据权利要求1所述的光声光谱气体检测方法， 其特征在于： 所述激光器(11)通过光 分路器(12)与光声池(2)连接， 所述光分路器(12)的输出端上还 连接有光电探测器(13)， 在 步骤S2)中， 通过所述光电探测器(13)测量激光器(11)发出的光脉冲信号的强度， 通过设置 在光声池(2)内的声压 探测器(21)测量 光声池(2)内的声光响应信号强度。 3.根据权利要求2所述的光声光谱气体检测方法， 其特征在于： 所述光学光谱气体检测 系统还包括第一锁相放大器(7)和第二锁相放大器(8)， 在步骤S3)中， 所述光电探测器(13) 检测到的信号通过第一锁相放大器(7)而得到放大， 所述声压探测 器(21)检测 到的信号通 过第二锁相放大器(8)而得到放大。 4.根据权利要求3所述的光声光谱气体检测方法， 其特征在于： 所述光学光谱气体检测 系统还包括信号采集及数据处理计算单元(9)， 两个锁相放大器的输出端均连接到信号采 集及数据处理计算单元(9)， 在步骤S3)和S4)中， 通过所述信号采集及数据处理计算单元 (9)采集两个锁相放大器的信号， 从而对气体浓度进行计算。 5.根据权利要求1～4中任一项所述的光声光谱气体检测方法， 其特征在于： 在气体检 测过程中， 持续检测激光器(1 1)的工作温度， 并将激光器(1 1)的工作温度控制在目标值。 6.根据权利要求5所述的光声光谱气体检测方法， 其特征在于： 所述光声光谱气体检测 系统还包括 温度传感器(14)、 温度调节单元(15)和温度控制单元(3)， 所述 温度传感器(14) 用于检测 激光器(11)的工作温度并将检测 到的温度输入到温度控制单元(3)， 所述温度控 制单元(3)根据温度传感器(14)检测到的温度来通过温度调节单元(15)而控制激光器(11) 的工作温度。 7.根据权利要求1～4中任一项所述的光声光谱气体检测方法， 其特征在于： 所述光声 光谱气体检测系统还包括激光器调制驱动单元(5)和脉冲调制单元(6)， 在步骤S1)中， 通过 所述激光器调制驱动单元(5)实现激光器(11)的调谐和驱动控制， 通过所述脉冲调制单元权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114813575 A 2(6)用于为激光器(1 1)提供脉冲调制信号。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114813575 A 3