以典型的圓柱形光聲池為研究對(duì)象,建立光聲池聲學(xué)仿真有限元模型,并在此基礎(chǔ)上,研究了光聲池中諧振腔、緩沖腔、進(jìn)出氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)以及溫度、濕度因素對(duì)其聲學(xué)本征頻率的影響規(guī)律.研究結(jié)果表明:圓柱形光聲池的進(jìn)、出口孔對(duì)其聲學(xué)本征頻率影響極不敏感,設(shè)計(jì)計(jì)算中可以忽略不計(jì),諧振腔的長(zhǎng)度影響最為敏感,其次為諧振腔的直徑.此外緩沖腔的長(zhǎng)度與直徑對(duì)其亦有一定影響,因而在準(zhǔn)確計(jì)算時(shí)需要加以考慮.溫度與濕度對(duì)光聲池聲學(xué)本征頻率的影響均呈現(xiàn)正線性增長(zhǎng)規(guī)律,溫度的影響隨著諧振腔長(zhǎng)度的增大而減小,濕度的影響隨著溫度的升高而增大,僅計(jì)算光聲池的聲學(xué)本征頻率時(shí),濕度的影響在室溫環(huán)境下且濕度變動(dòng)較小的條件下可以忽略. 

【文章來源】：光子學(xué)報(bào). 2020,49(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圓柱形光聲池結(jié)構(gòu)組成

相對(duì)濕度因素影響

建立的光聲光譜氣體檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖如圖2所示．實(shí)驗(yàn)中以濃度為508μL/L的CH4∶N2混合氣為樣品氣體，采用波長(zhǎng)調(diào)制（Wavelength Modulation Spectroscopy,WMS）與二次諧波檢測(cè)技術(shù)．所選CH4目標(biāo)探測(cè)譜線為6 046.95cm-1，選擇連續(xù)波分布反饋（Distributed Feedback,DFB)(NEL,1 653nm）作為激勵(lì)光源，最大輸出功率近10mW，通過激光控制器控制激光器（THORLABS,CLD1015）的注入溫度和電流，進(jìn)而改變激光器的輸出波長(zhǎng)，通過函數(shù)發(fā)生器（RIGOL,DG1032）對(duì)激光波長(zhǎng)進(jìn)行掃描與頻率調(diào)制，采用高靈敏聲學(xué)傳感器（北京聲望，MP201）感知聲壓信號(hào)，通過鎖相放大器（Stanford Research System,SR830）進(jìn)行二次諧波的解調(diào)，后期利用采集卡（NI,USB-6210）與自行編制的軟件程序?qū)π盘?hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與處理．實(shí)驗(yàn)前將波長(zhǎng)調(diào)制深度與鎖相積分時(shí)間等參數(shù)調(diào)整到最優(yōu)化值，后期參數(shù)均保持不變，實(shí)驗(yàn)過程中不斷調(diào)節(jié)激光的調(diào)制頻率f，精確度為1Hz，當(dāng)采集的二次諧波幅值達(dá)到最大時(shí)即認(rèn)定2f為光聲池的一階縱向聲學(xué)本征頻率．2 仿真驗(yàn)證與因素分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]光聲光譜檢測(cè)裝置中光聲池的數(shù)值計(jì)算及優(yōu)化[J]. 程剛,曹淵,劉錕,曹亞南,陳家金,高曉明.  物理學(xué)報(bào). 2019(07)
[2]基于泛頻振動(dòng)的石英增強(qiáng)光聲光譜測(cè)聲器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 馬英,余亮,鄭華丹,劉群,丘丹圭,侯建榮,尹王保,董磊.  光子學(xué)報(bào). 2017(08)
[3]光聲光譜技術(shù)在多組分氣體濃度探測(cè)中的應(yīng)用[J]. 查申龍,劉錕,談圖,王貴師,高曉明.  光子學(xué)報(bào). 2017(06)
[4]相對(duì)濕度對(duì)光聲信號(hào)的影響研究[J]. 都小凡,錢仙妹,劉強(qiáng),朱文越,曹振松.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[5]變壓器油中溶解氣體光聲光譜檢測(cè)的溫度特性[J]. 陳偉根,劉冰潔,周恒逸,王有元.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2010(11)

博士論文
[1]光聲光譜技術(shù)測(cè)量大氣氣溶膠吸收特性研究[D]. 劉強(qiáng).中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3142556