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A highly sensitive LITES sensor based on a multi-pass cell with dense spot pattern and a novel quartz tuning fork with low frequency 被引量:2
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作者 Yahui Liu Shunda Qiao +4 位作者 Chao Fang Ying He Haiyue Sun Jian Liu Yufei Ma 《Opto-Electronic Advances》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第3期26-34,共9页
A highly sensitive light-induced thermoelectric spectroscopy(LITES)sensor based on a multi-pass cell(MPC)with dense spot pattern and a novel quartz tuning fork(QTF)with low resonance frequency is reported in this manu... A highly sensitive light-induced thermoelectric spectroscopy(LITES)sensor based on a multi-pass cell(MPC)with dense spot pattern and a novel quartz tuning fork(QTF)with low resonance frequency is reported in this manuscript.An erbi-um-doped fiber amplifier(EDFA)was employed to amplify the output optical power so that the signal level was further enhanced.The optical path length(OPL)and the ratio of optical path length to volume(RLV)of the MPC is 37.7 m and 13.8 cm^(-2),respectively.A commercial QTF and a self-designed trapezoidal-tip QTF with low frequency of 9461.83 Hz were used as the detectors of the sensor,respectively.The target gas selected to test the performance of the system was acetylene(C2H2).When the optical power was constant at 1000 mW,the minimum detection limit(MDL)of the C2H2-LITES sensor can be achieved 48.3 ppb when using the commercial QTF and 24.6 ppb when using the trapezoid-al-tip QTF.An improvement of the detection performance by a factor of 1.96 was achieved after replacing the commer-cial QTF with the trapezoidal-tip QTF. 展开更多
关键词 light-induced thermoelectric spectroscopy quartz tuning fork multi-pass cell gas sensing
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Compensation of Parasitic Capacitance of Quartz Tuning Fork in AFM
2
作者 Yidai Liu 《Journal of Applied Mathematics and Physics》 2023年第5期1404-1413,共10页
We have built an atomic force microscope using a quartz tuning fork as sensor. The excitation method we adopted, the electrical excitation, introduces stray capacitance into the signal-processing circuit. In this repo... We have built an atomic force microscope using a quartz tuning fork as sensor. The excitation method we adopted, the electrical excitation, introduces stray capacitance into the signal-processing circuit. In this report, we demonstrated a simple but effective method to compensate for this parasitic capacitance by adding a compensator circuit consisting of an inverting amplifier and a capacitor. The capacitor is connected in series with the inverting amplifier and the compensator is connected in parallel with the quartz tuning fork. The resonance curve of the system measured after adding the homemade compensator resembles that of a pure RLC circuit, meaning that the stray capacitance is successfully eliminated. Furthermore, we tried to use our equipment to measure PDMS sample and got clean data. This system can be further combined with confocal microscope and diamond with NV defect to build scanning NV magnetometry. 展开更多
关键词 Atomic Force Microscope quartz tuning fork Stray Capacitance Compensator Circuit PDMS Sample
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Finite Element Simulation of the Vibratory Characteristics for Quartz Tuning Fork Gyroscope 被引量:2
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作者 王莹 孙雨南 秦秉坤 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2002年第2期155-158,共4页
The micro quartz crystal tuning fork gyroscope is a new type of vibratory gyroscope. The gyroscope should be analyzed and simulated early in the design stage in order to offer reliable basis for design and to shorten ... The micro quartz crystal tuning fork gyroscope is a new type of vibratory gyroscope. The gyroscope should be analyzed and simulated early in the design stage in order to offer reliable basis for design and to shorten the period of development. Thus the vibratory characteristics of the gyroscope is simulated with the finite element method of coupled field. The optimum exciting frequency and the factors which influence the gyroscope sensitivity are determined. The method for adjusting the frequency deviation between driving and detecting modes is also proposed. 展开更多
关键词 quartz gyroscope tuning fork finite element method
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基于Chip-on-TEC的高精度晶体振荡器研究
4
作者 刘文林 宋玉琢 +4 位作者 魏文菲 吕强 徐建 陈明祥 黄大勇 《电子元件与材料》 CAS 北大核心 2024年第5期612-616,共5页
提高晶体振荡器频率稳定度的首要手段是保持温度的稳定。基于热电制冷器具有的恒温特性,采用Chip-on-TEC方法,给出了一种高精度的晶体振荡器的设计方案。利用多物理仿真软件,针对商用的音叉型石英晶体,首次建立了32.768 kHz石英晶片的... 提高晶体振荡器频率稳定度的首要手段是保持温度的稳定。基于热电制冷器具有的恒温特性,采用Chip-on-TEC方法,给出了一种高精度的晶体振荡器的设计方案。利用多物理仿真软件,针对商用的音叉型石英晶体,首次建立了32.768 kHz石英晶片的完整的有限元多物理场仿真模型。仿真结果表明,晶体的谐振频率与商用产品完全相同;基于TEC的晶体振荡器设计方案可以使得晶片温度变化低至0.008℃,对应的频率稳定度5.4×10^(-9)。考虑到高精度切型晶片材料的非易得性,所给出的方案为采用低精度切型晶片设计高精度的晶体振荡器提供了思路。 展开更多
关键词 石英晶体 音叉谐振器 谐振频率 有限元 多物理场仿真
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双通道离轴石英增强光声光谱气体传感器
5
作者 隋心 马琰铭 +6 位作者 刘孝腾 张磊 宋芳 李秀英 徐琳 王一丁 郑传涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期112-121,共10页
为了消除杂散光激励石英音叉产生的光热信号对气体检测性能的影响,采用离轴配置谐振管,将两只中央开有槽口的谐振管平行于音叉正面放置在两侧,从而实现了探测光束与石英音叉的隔离,同时降低了系统组装和光路调整的复杂度。将光纤准直器... 为了消除杂散光激励石英音叉产生的光热信号对气体检测性能的影响,采用离轴配置谐振管,将两只中央开有槽口的谐振管平行于音叉正面放置在两侧,从而实现了探测光束与石英音叉的隔离,同时降低了系统组装和光路调整的复杂度。将光纤准直器、谐振管、石英音叉、直角棱镜和不锈钢气室进行集成,研制了一种尺寸仅为5.4 cm×4.0 cm×1.5 cm的光声检测模块,在此基础上,建立了一种光声光谱气体检测系统,采用中心波长为1533 nm的分布反馈激光器,通过检测乙炔气体来评估系统性能。实验结果表明,光声信号与气体浓度之间呈现良好的线性-关系,线性拟合优度为0.991。系统的1σ检测下限和对应归一化噪声等效吸收系数分别为11.6×10^(-6)和6.7×10^(-9)W·cm^(-1)·Hz^(-1/2)。对系统的Allan方差分析结果表明,当平均时间为0.5 s时,系统的检测下限为10.22×10^(-6),当平均时间为50 s时,系统检测下限可以达到1.20×10^(-6)。所研制的微小型双通道离轴石英增强光声光谱传感器系统具有体积小、价格低廉、灵敏度高等优点,有利于实现便携式气体检测。 展开更多
关键词 石英增强光声光谱技术 气体传感器 波长调制技术 乙炔 石英音叉
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用于痕量H_(2)S检测的音叉设计及性能分析
6
作者 李冰心 刘硕 +1 位作者 李瑶 赵赛丽 《河北工业大学学报》 CAS 2024年第5期47-58,共12页
针对商用标准石英音叉在石英增强光声光谱(Quartz-Enhanced Photoacoustic Spectroscopy,QEPAS)应用的局限性,对声波探测器石英音叉的前6阶振动模态进行了仿真研究,通过优化石英音叉参数,分析各参数对共振频率的影响,设计了一种低共振... 针对商用标准石英音叉在石英增强光声光谱(Quartz-Enhanced Photoacoustic Spectroscopy,QEPAS)应用的局限性,对声波探测器石英音叉的前6阶振动模态进行了仿真研究,通过优化石英音叉参数,分析各参数对共振频率的影响,设计了一种低共振频率且高品质因数的新型石英音叉。经过测试,该音叉共振频率为12.21 kHz,品质因数高达12068,叉指间隙为0.40 mm,与商用30.72 kHz的标准石英音叉相比,共振频率降低60.25%,叉指间隙提高2倍,能量积累时间提高1.95倍。通过优化耦合共振管长度及光源的激励位置,提高了系统的探测性能。利用波长调制和二次谐波解调技术,得到系统的二次谐波信号与H_(2)S浓度存在良好的线性关系,基于QEPAS技术探测的检测限低至186×10^(-9),实现了H2S的高灵敏度探测。 展开更多
关键词 石英音叉 石英增强光声光谱 H2S检测
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基于石英音叉探测器的双光谱气体检测技术
7
作者 王强 王浩 +1 位作者 肖聪 李劲松 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期220-228,共9页
将波长调制光声光谱和光热光谱有效结合,提出了一种基于石英音叉探测器和光声光谱与光热光谱技术有效融合的双光谱气体检测技术。以大气中水汽为分析对象,利用1 392 nm附近的近红外半导体激光器搭建了一套基于石英音叉探测器的双光谱探... 将波长调制光声光谱和光热光谱有效结合,提出了一种基于石英音叉探测器和光声光谱与光热光谱技术有效融合的双光谱气体检测技术。以大气中水汽为分析对象,利用1 392 nm附近的近红外半导体激光器搭建了一套基于石英音叉探测器的双光谱探测系统,结合波长调制技术中相位依赖特性,利用差分原理实现了波长调制光声光谱和光热光谱信号的有效叠加和增强,与传统探测方案中采用的单一光谱检测方法相比,有效利用了激光功率,实验结果显示,所提出的双光谱探测技术的总体信噪比分别是光声光谱与光热光谱信噪比的1.97和1.24倍,有效提升了系统检测灵敏度。 展开更多
关键词 光声光谱 光热光谱 石英音叉探测器 双光谱技术 气体探测
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基于光致热弹光谱的痕量气体传感技术研究进展
8
作者 李新华 贾志超 +1 位作者 许薇 陈祥 《金陵科技学院学报》 2023年第2期64-74,共11页
光致热弹光谱(LITES)技术在痕量气体检测领域的应用性能不断提高。主要介绍了基于不同结构吸收池的LITES痕量气体传感技术、提高系统灵敏度的各种技术手段以及LITES痕量气体传感技术的光强修正方法,并对目前LITES痕量气体传感技术的研... 光致热弹光谱(LITES)技术在痕量气体检测领域的应用性能不断提高。主要介绍了基于不同结构吸收池的LITES痕量气体传感技术、提高系统灵敏度的各种技术手段以及LITES痕量气体传感技术的光强修正方法,并对目前LITES痕量气体传感技术的研究进展进行总结,展望了进一步提高系统检测灵敏度的方法,以期LITES痕量气体传感技术在环境监测、工业安全和生命科学等领域发挥更大的作用。 展开更多
关键词 光致热弹光谱 石英音叉 长光程 痕量气体 传感器
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基于锤状石英音叉的光声光谱痕量气体高灵敏检测 被引量:1
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作者 陈争 孙波 +1 位作者 董磊 武红鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期268-277,共10页
针对传统商用音叉存在的共振频率高、振臂间距窄等问题,利用COMSOL有限元分析软件构建音叉理论模型,确定了音叉的共振频率及品质因数等核心电学参数与音叉几何尺寸之间的相关特性,进而通过控制音叉振臂形状、长度等几何特性,设计制备了... 针对传统商用音叉存在的共振频率高、振臂间距窄等问题,利用COMSOL有限元分析软件构建音叉理论模型,确定了音叉的共振频率及品质因数等核心电学参数与音叉几何尺寸之间的相关特性,进而通过控制音叉振臂形状、长度等几何特性,设计制备了具有振臂间距宽、共振频率低且品质因数高等特性的锤状异型音叉。在将音叉外表面设置为硬声场边界条件且将音叉基座设置为固定约束条件的情况下,对锤状异型定制音叉的关键参数进行了理论计算及实验测定。结果显示,与传统商用音叉相比,异型音叉在振臂间距扩大近3倍的情况下,其共振频率和品质因数两项音叉核心电学参数分别优化了62%和14%。为验证锤状异型定制音叉在光声光谱气体传感技术中的性能,基于该定制音叉搭建了乙炔石英增强光声光谱传感器。在对激光调制深度、微型声学谐振腔腔长、谐振腔装配位置等多项参数优化后,乙炔传感器在300 ms积分时间及常温常压条件下获得的检测极限相比基于传统商用音叉搭建的传感器提升了近一个数量级,达到了282×10^(-9),归一化噪声等效吸收系数可达3.84×10^(-9)cm^(-1)W/√Hz。 展开更多
关键词 光声光谱 石英增强光声光谱 定制音叉 锤状振臂 乙炔 气体传感器
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光致热弹光谱气体检测技术研究进展 被引量:1
10
作者 娄存广 代佳亮 +2 位作者 李瑞凯 刘秀玲 姚建铨 《中国光学(中英文)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期229-242,共14页
光致热弹光谱是一种基于石英音叉热弹效应的新型气体检测技术,具有成本低、体积小、灵敏度高及光谱响应范围宽等优点,是目前一种重要的痕量气体检测方法。本文首先分析了基于光致热弹光谱的气体浓度测量原理,其次,从提高检测系统灵敏度... 光致热弹光谱是一种基于石英音叉热弹效应的新型气体检测技术,具有成本低、体积小、灵敏度高及光谱响应范围宽等优点,是目前一种重要的痕量气体检测方法。本文首先分析了基于光致热弹光谱的气体浓度测量原理,其次,从提高检测系统灵敏度的各种技术方法角度出发,介绍了近年来开发的提高石英音叉热弹光谱系统检测灵敏度的技术方法,从信号幅值、信噪比、最小检出限和归一化噪声等效吸收系数等方面,对系统的性能改进提升效果进行评估。最后,简要评述了光致热弹光谱在现场气体检测中的应用研究进展,对进一步提高检测系统灵敏度的方法进行了总结与展望。 展开更多
关键词 热弹光谱 石英音叉 气体检测 传感器 光声效应
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基于锤状沟槽型石英音叉的CO光声探测技术
11
作者 李尚志 吴高米 +5 位作者 袁宇鹏 杨靖 张祖伟 武红鹏 董磊 马晋毅 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第4期574-578,共5页
针对传统商用标准石英音叉(QTF)具有振臂间距小和共振频率高等不足,该文面向气体检测领域的需求设计并制备了一款新型锤状沟槽型QTF,大气压下其共振频率为9.36 kHz,品质因数高达15000。该QTF的振臂间距为1 mm,使发散角较大的中红外光束... 针对传统商用标准石英音叉(QTF)具有振臂间距小和共振频率高等不足,该文面向气体检测领域的需求设计并制备了一款新型锤状沟槽型QTF,大气压下其共振频率为9.36 kHz,品质因数高达15000。该QTF的振臂间距为1 mm,使发散角较大的中红外光束能够无阻碍地通过振臂中心。此外,该QTF振臂顶部设有锤状结构,振臂表面刻蚀有沟槽,能提升压电耦合效率,从而增强光声信号。结合石英增强光声光谱(QEPAS)技术开发了基于该新型音叉的高灵敏CO气体传感系统。测试结果表明,CO气体传感系统的最小检测限低至7×10^(-9),归一化噪声等效吸收系数达到8.7×10^(-9)cm^(-1)·W/√Hz。通过对大气CO的连续实时监测,验证了该传感系统的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 石英音叉 光声光谱 气体检测 CO 实时监测
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基于圆柱腔的石英增强光谱传感技术研究(特邀) 被引量:2
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作者 梁添添 洪颖昊 马欲飞 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期178-187,共10页
设计了一种非一维共振腔的圆柱腔,利用入射声波与反射声波之间的共振增强效应来增大传感系统信号强度,并应用在面外入射的石英增强光声光谱技术(QEPAS)和石英增强光致热弹光谱技术(LITES)技术中。对添加圆柱腔前后的石英音叉摆幅和圆柱... 设计了一种非一维共振腔的圆柱腔,利用入射声波与反射声波之间的共振增强效应来增大传感系统信号强度,并应用在面外入射的石英增强光声光谱技术(QEPAS)和石英增强光致热弹光谱技术(LITES)技术中。对添加圆柱腔前后的石英音叉摆幅和圆柱腔位置进行了理论模拟与优化。实验中,采用水汽为目标探测气体和输出波长1.395μm的半导体激光器为激发源,相比未添加圆柱腔的裸石英音叉系统,添加圆柱腔的QEPAS和LITES系统探测极限分别改善了2.32倍和1.27倍。 展开更多
关键词 石英增强光声光谱技术 石英增强光致热弹光谱技术 圆柱腔 气体传感 石英音叉
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High-precision low-power quartz tuning fork temperature sensor with optimized resonance excitation 被引量:3
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作者 Jun XU Xin LI +1 位作者 Jin-hua DUAN Hai-bo XU 《Journal of Zhejiang University-Science C(Computers and Electronics)》 SCIE EI 2013年第4期264-273,共10页
This paper presents the design,fabrication,and characterization of a quartz tuning fork temperature sensor based on a new ZY-cut quartz crystal bulk acoustic wave resonator vibrating in a flexural mode.Design and perf... This paper presents the design,fabrication,and characterization of a quartz tuning fork temperature sensor based on a new ZY-cut quartz crystal bulk acoustic wave resonator vibrating in a flexural mode.Design and performance analysis of the quartz tuning fork temperature sensor were conducted and the thermal sensing characteristics were examined by measuring the resonance frequency shift of this sensor caused by an external temperature.Finite element method is used to analyze the vibratory modes and optimize the structure of the sensor.The sensor prototype was successfully fabricated and calibrated in operation from 0 to 100 ℃ with the thermo-sensitivity of 70×10-6/℃.Experimental results show that the sensor has high thermo-sensitivity,good stability,and good reproducibility.This work presents a high-precision low-power temperature sensor using the comprehensive thermal characterization of the ZY-cut quartz tuning fork resonator. 展开更多
关键词 tuning fork ZY-cut quartz quartz micromachining Thermal sensing Temperature sensor
原文传递
石英MEMS陀螺的结构特性分析 被引量:8
14
作者 林日乐 谢佳维 +3 位作者 周倩 满欣 李文蕴 张巧云 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第4期544-546,553,共4页
介绍了石英微机电系统(MEMS)陀螺的工作原理及敏感芯片的音叉结构特点,采用有限元法分析了敏感芯片的结构特性,并对结构进行优化。利用石英晶体的压电效应,设计了合理的电极布局,并结合敏感芯片结构特点介绍了其微机械加工工艺。通过结... 介绍了石英微机电系统(MEMS)陀螺的工作原理及敏感芯片的音叉结构特点,采用有限元法分析了敏感芯片的结构特性,并对结构进行优化。利用石英晶体的压电效应,设计了合理的电极布局,并结合敏感芯片结构特点介绍了其微机械加工工艺。通过结构优化和合理的电极布局,提高了石英MEMS陀螺的性能。 展开更多
关键词 石英 微机电系统(MEMS) 陀螺 音叉
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一种新型高性能石英音叉温度传感器 被引量:7
15
作者 李欣 徐军 +3 位作者 李瑞杰 林江 孔庆余 武英华 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2003年第4期3-6,共4页
文中阐述一种关于弯曲振动模式的石英音叉温度传感器的新型设计方案 ,该传感器用新的切型ZY(110°/10°)进行设计的弯曲振动模式的传感器优于其它切型 ,并对提高传感器的和减少环境等效电阻进行理论分析。采用可变结构方式调制... 文中阐述一种关于弯曲振动模式的石英音叉温度传感器的新型设计方案 ,该传感器用新的切型ZY(110°/10°)进行设计的弯曲振动模式的传感器优于其它切型 ,并对提高传感器的和减少环境等效电阻进行理论分析。采用可变结构方式调制传感器精确频率 。 展开更多
关键词 石英音叉 温度传感器 设计方案 弯曲振动模式 灵敏度
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石英音叉扫描探针显微镜 被引量:7
16
作者 黄强先 王毛翠 +2 位作者 赵剑 王广红 余惠娟 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1-5,共5页
石英音叉是一种谐振频率稳定、品质因数高的时基器件,其音叉臂的谐振参数(谐振振幅和谐振频率)对微力极其敏感。利用石英音叉对外力的敏感性,与钨探针结合,构成一种新型的表面形貌扫描测头。该测头与xyz压电工作台结合,利用测头音叉臂... 石英音叉是一种谐振频率稳定、品质因数高的时基器件,其音叉臂的谐振参数(谐振振幅和谐振频率)对微力极其敏感。利用石英音叉对外力的敏感性,与钨探针结合,构成一种新型的表面形貌扫描测头。该测头与xyz压电工作台结合,利用测头音叉臂谐振频率对扫描微力的敏感性,研制基于相位反馈控制的扫描探针显微镜。首先介绍石英音叉测头的构成、工作原理和特性测试,以及由该测头构建的扫描探针显微镜的结构和测试、分析。通过对测头和系统的测试结果分析,系统达到1.2 nm的垂直分辨率,并通过对一维栅的测量,给出扫描获得的试样表面微观形貌图以及相位图,证明系统的有效性。另外,由于采用大长径比的钨探针,该系统具有测量大深宽比微器件表面轮廓的能力。 展开更多
关键词 石英音叉 钨探针 相位反馈 扫描探针显微镜
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石英晶振用于石英增强光声光谱系统的优化实验研究 被引量:6
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作者 郑华丹 董磊 +5 位作者 刘研研 武红鹏 张雷 马维光 尹王保 贾锁堂 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3187-3191,共5页
研究了音叉式石英晶振的个体尺寸、安放角度、探测部位以及外部污染对整个石英增强光声光谱系统(QEFAS)的探测灵敏度影响。测试了国内外十种不同音,结果表明顶端为楔形构造的音叉式石英晶振比规则的长方体构造的音叉拥有更高的品质因数(... 研究了音叉式石英晶振的个体尺寸、安放角度、探测部位以及外部污染对整个石英增强光声光谱系统(QEFAS)的探测灵敏度影响。测试了国内外十种不同音,结果表明顶端为楔形构造的音叉式石英晶振比规则的长方体构造的音叉拥有更高的品质因数(Q值)。在相同的测试条件下探测水的吸收线(7 306 cm^(-1))时获得更高的灵敏度,探测信号的强度相差高达50%。在研究音叉安放角度对探测信号影响的实验中,发现音叉的旋转角度与俯仰角度对探测信号的强度几乎没有影响,但是当光束以角度Φ斜入射时,更多的噪声被带入到测量中。在正入射的情况下音叉的最佳响应位置在距离音叉底部约3.1 mm。定性研究了外部杂物污染对音叉频率的影响,发现随着污染物的附着,石英音叉的频率会呈现降低的趋势,提供了一种改变音叉式石英晶振的共振频率的方法,为石英音叉用于较低调制频率的探测提供了一种理论可能,这对于石英增强光声光谱技术用于V-T弛豫率较慢的痕量气体检测有重要的意义。 展开更多
关键词 光谱学 石英增强光声光谱 音叉式石英晶振 光学气体传感器 传感器优化
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应用石英音叉谐振器的智能温度传感器(英文) 被引量:8
18
作者 徐军 尤波 +1 位作者 李欣 马静 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1453-1459,共7页
为了实现高精密温度测量,设计了高性能数字温度传感器,该传感器由石英音叉谐振器,数字接口电路和基于现场可编程门阵列的传感器重置控制算法构成。依据石英晶体压电效应原理,对石英音叉谐振器的热敏切型和电极设置进行了研究;基于力学... 为了实现高精密温度测量,设计了高性能数字温度传感器,该传感器由石英音叉谐振器,数字接口电路和基于现场可编程门阵列的传感器重置控制算法构成。依据石英晶体压电效应原理,对石英音叉谐振器的热敏切型和电极设置进行了研究;基于力学振动原理,导出石英音叉谐振器弯曲振动模式的微分方程;讨论了谐振式温度传感器的工作原理,提取出石英音叉温度传感器的特征参数并进行了非线性误差分析;采用光刻和侵蚀技术加工制作了石英音叉谐振器。该传感器的频率输出信号通过数字接口进入现场可编程门阵列,通过重置控制算法实现传感器的重置和现场自动校验。实验结果表明,在-20 ~140 ℃,该传感器的灵敏度可达65×10-6/℃,测温分辨率为0 .001 ℃,响应时间为1 s ,测温精度为0 .01 ℃。 展开更多
关键词 智能传感器 温度传感器 石英音叉谐振器 数字设计
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基于QEPAS检测氨气痕量气体的研究 被引量:7
19
作者 张佳薇 邸晓彤 +1 位作者 范浩 李明宝 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期112-118,共7页
痕量氨气(NH_3)检测在大气质量监测和人类疾病预防等方面具有重要意义,然而现有氨气检测方法难以满足当前需求。针对石英增强型光声光谱技术(quartz enhanced photoacoustic spectroscopy,QEPAS)具有灵敏度高、监测实时性好、环境噪声... 痕量氨气(NH_3)检测在大气质量监测和人类疾病预防等方面具有重要意义,然而现有氨气检测方法难以满足当前需求。针对石英增强型光声光谱技术(quartz enhanced photoacoustic spectroscopy,QEPAS)具有灵敏度高、监测实时性好、环境噪声免疫性高等优点,该文在阐述检测原理的基础上,选用中心波长为1531.65 nm的分布反馈式激光器(distributed feedback laser,DFB)作为光源,室温下氨气标准气体作为被测对象,搭建了基于QEPAS的NH_3气体检测系统。该系统确定了谐振管的尺寸和位置,优化了激光滤波准直光路,并结合波长调制与谐波检测技术,实现了氨气浓度的检测。检测结果表明,QEPAS系统的二次谐波信号与NH_3浓度具有良好的线性关系。该系统的检测极限精确度为146 ppb,稳定响应时间约为40 s,4小时连续检测相对误差为2.34%。 展开更多
关键词 氨气 石英音叉 QEPAS 痕量气体 DFB激光器 谐波检测
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基于泛频振动的石英增强光声光谱测声器优化设计 被引量:4
20
作者 马英 余亮 +5 位作者 郑华丹 刘群 丘丹圭 侯建荣 尹王保 董磊 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期54-59,共6页
为了进一步提高基于泛频振动的石英增强光声光谱测声器探测灵敏度,在一次泛频振动模式下采用一个比商用标准音叉外形尺寸大5倍的定制大音叉,并对其性能进行优化.通过理论和实验研究得出了音叉与激光的最佳作用位置,发现音叉的一次泛频... 为了进一步提高基于泛频振动的石英增强光声光谱测声器探测灵敏度,在一次泛频振动模式下采用一个比商用标准音叉外形尺寸大5倍的定制大音叉,并对其性能进行优化.通过理论和实验研究得出了音叉与激光的最佳作用位置,发现音叉的一次泛频振动有两个波腹点,且在距离音叉根部8 mm处,音叉振臂的振动幅度最大.微型声音谐振腔由三种不同内径的不锈钢毛细管加工而成,与音叉组成共轴配置石英增强光声光谱光谱测声器,用来进一步增强信号幅值.在最佳微型声音谐振腔配置下,获得了30倍的信号增益因子,有效提高了石英增强光声光谱光谱测声器的探测灵敏度. 展开更多
关键词 石英增强光声光谱 音叉式石英晶振 光学气体传感器 传感器优化 泛频振动
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