CN113866123B - 一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置、检测方法 - Google Patents

一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置、检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113866123B
CN113866123B CN202110915210.3A CN202110915210A CN113866123B CN 113866123 B CN113866123 B CN 113866123B CN 202110915210 A CN202110915210 A CN 202110915210A CN 113866123 B CN113866123 B CN 113866123B
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
optical fiber
thulium
carbon dioxide
cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110915210.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113866123A (zh
Inventor
王福鹏
梁瑞
薛庆生
武精华
郝锡杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ocean University of China
Original Assignee
Ocean University of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ocean University of China filed Critical Ocean University of China
Priority to CN202110915210.3A priority Critical patent/CN113866123B/zh
Priority to ZA2021/08861A priority patent/ZA202108861B/en
Priority to US17/522,978 priority patent/US11949208B2/en
Publication of CN113866123A publication Critical patent/CN113866123A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113866123B publication Critical patent/CN113866123B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/0675—Resonators including a grating structure, e.g. distributed Bragg reflectors [DBR] or distributed feedback [DFB] fibre lasers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H01S3/06716—Fibre compositions or doping with active elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10084—Frequency control by seeding
    • H01S3/10092—Coherent seed, e.g. injection locking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1123—Q-switching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/075—Investigating concentration of particle suspensions by optical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N2021/0106—General arrangement of respective parts
    • G01N2021/0112—Apparatus in one mechanical, optical or electronic block
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0064—Anti-reflection devices, e.g. optical isolaters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • H01S3/094011—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre with bidirectional pumping, i.e. with injection of the pump light from both two ends of the fibre
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1616—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth thulium

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明属于海洋溶解气体检测技术领域，公开了一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置、检测方法，免脱气水下溶解二氧化碳检测装置设置有用于为功率调谐单元提供功率调谐驱动信号、控制功率调谐单元调谐参数的计算机；计算机分别与激光器驱动控制模块、功率调谐单元相连接；激光器驱动控制模块与激光器相连接，激光器与光隔离器相连接；光隔离器与掺铥光纤直腔激光器光源系统相连接，掺铥光纤直腔激光器光源系统通过光纤准直器与光声池系统相连接；光声池系统与前置放大电路、锁相放大器依次连接，锁相放大器与计算机相连接。本发明可实现免脱气检测，实现明场原位探测，提升系统响应速度和检测灵敏性。

Description

一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置、检测方法
技术领域
本发明属于海洋溶解气体检测技术领域，尤其涉及一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置、检测方法。
背景技术
目前，工业革命以来，二氧化碳的排放不断加剧，引发全球变暖、海平面上升、极端天气频发等一系列气候问题，海洋是地球上最大的活跃碳库，吸收人类活动产生的约30％的二氧化碳，海洋中溶解二氧化碳的增加会带来海洋酸化、海洋矿物溶解、海洋缺氧死区等问题，因此，海洋溶解二氧化碳检测技术的发展至关重要。
目前，海洋溶解二氧化碳检测技术包括现场采样检测法、电化学检测法、光纤化学检测法、红外光谱检测法等。
现场采样检测法是将海面下不同深度和位置的海水分装采集，通过顶空平衡法、气体提取法和真空脱气法在科考船或实验室进行气液分离得到目标气体，再利用气相色谱法进行测定，如重庆交通大学秦宇的“夏季金沙江下游水-气界面CO2、CH4通量特征初探”，《湖泊科学》,2017,29(04):991-999。该方法分析时间较长、操作过程复杂，不满足实时的检测需求，且海水中二氧化碳浓度会随季节、环境发生变化，需要连续性测量，而此方法仅针对某时间点的测量，具有局限性，同时分析过程中容易产生样本气体逸散，造成检测结果偏差。
电化学检测法、光纤化学检测法都是基于测量海水的PH值变化来测量二氧化碳浓度，电化学检测法中测量电极上加有离子选择性透过膜，其电势与特定离子浓度呈线型关系，通过测量电极与参考电极上的电势差，计算海水中溶解二氧化碳的浓度值，如美国Sea-Bird公司的SBE系列传感器中集成的溶解氧Clark cell就是基于电化学原理；而光纤化学检测法先将海水中处于离子态和自由态的二氧化碳通过选择性透过膜输送到传感器内部，使得内部的PH指示试剂发生变化,导致敏感试剂发出荧光，再通过光纤传送至光电检测器,计算出二氧化碳浓度，如美国Sunburst Sensors公司研制的SAMI-CO2传感器。上述测量方法存在脱气效率低、样本气体损耗，影响检测结果的准确度。
红外光谱检测法通过红外光激发待测气体分子能级跃迁，使得红外光的能量储存到气体分子中，当激光照射待测气体时，特定波长的辐射被待测气体吸收进而产生吸收峰。由比尔-朗伯定律可知,气体的吸收峰强度与其浓度成正比关系，通过测量气体对应光的波长和吸收峰强度,便可测量气体的种类及浓度，如陈根南的“一种基于红外光谱吸收原理的二氧化碳气体检测系统”专利号：CN201710285100.7。此外，光谱法气体传感方法还包括拉曼光谱技术、差分吸收光谱技术、衰减全反射技术、表面等离子体共振技术以及可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)。其中，TDLAS技术具有环境适应性强、灵敏度高、不消耗样气等优点，但实际应用中仍需先脱气，再检测，存在脱气效率低，响应速度慢等问题；其次若想提升检测灵敏度，则需采用多次反射式长光程吸收池设计，导致吸收池体积增加，需要脱出更多气体，目前该方案下响应时间和提升测量灵敏度存在不可调和的矛盾。
通过上述分析，现有技术存在的共性问题及缺陷为：需要先脱气，后测量。尤其是目前较为可靠的TDLAS检测技术，要想提升测量灵敏度，需要从海水中脱出大量的待测气体来填充长光程吸收池，这大大增加了系统的测量时间，脱气时间长又会带来一系列的负面影响，比如降低海水测量的时空分辨率、降低测量准确度。
解决以上问题及缺陷的难度为：目前尚没有一种先进技术能够支持海水中溶解气体的免脱气测量，TDLAS技术所采用的红外光源在海水中传输损耗极高，传输距离短，势必导致该技术直接用于水下的测量精度，稳定性也很难保证。而其他电化学等传统方法受反应机理限制，敏感探头不能与海水直接接触。
解决以上问题及缺陷的意义为：本发明提出一种基于光声光谱的免脱气水下溶解气体探测方案，解决了本领域“先脱气，后测量”的难点问题，摆脱脱气环节，对水中溶解气体进行直接探测，大大提升系统的响应速度，原先受脱气时间长所带来的测量准确度低、气体浓度反演困难等难题也大大缓解。此外，本发明还采用掺铥光纤激光光源、功率调谐、调Q脉冲输出等技术手段，能大幅提升测量灵敏度。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置、检测方法。
本发明是这样实现的，一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置，所述免脱气水下溶解二氧化碳检测装置设置有用于为功率调谐单元提供功率调谐驱动信号、控制功率调谐单元调谐参数的计算机；
所述计算机分别与激光器驱动控制模块、功率调谐单元相连接；所述激光器驱动控制模块与2004nm激光器相连接，所述2004nm激光器与光隔离器相连接；
所述光隔离器与掺铥光纤直腔激光器光源系统连接，所述掺铥光纤直腔激光器光源系统通过光纤准直器与光声池系统相连接；
所述光声池系统与前置放大电路、锁相放大器依次连接，锁相放大器与所述计算机相连接。
进一步，所述功率调谐单元可采用光开关、电光调制器、声光调制器中的其中一种；所述功率调谐单元用于对腔内损耗进行周期性调制，进行功率调谐和调Q脉冲输出。
进一步，所述掺铥光纤直腔激光器光源系统由HR高反光栅、功率调谐单元、第一793nm泵浦激光器、第一波分复用器、掺铥光纤、第二波分复用器、第二793nm泵浦激光器、LR低反光栅依次连接构成；
所述HR高反光栅和LR低反光栅构成所述掺铥光纤直腔激光器光源系统的谐振腔；所述谐振腔在LR低反光栅的一端进行激光输出；
所述第一793nm泵浦激光器、第二793nm泵浦激光器和第一波分复用器、第二波分复用器，用于对掺铥光纤进行双向泵浦。
进一步，所述掺铥光纤，用于提高2004nm波长激光的输出功率。
进一步，所述第一793nm泵浦激光器、第二793nm泵浦激光器，也可分别对掺铥光纤进行单向泵浦；
所述第一波分复用器、第二波分复用器，也可分别配合第一793nm泵浦激光器和第二793nm泵浦激光器对掺铥光纤进行单向泵浦。
进一步，所述光声池系统依次设置有过滤器、减压阀、流量阀、进水口、麦克风、出水口、聚焦透镜、增压排水泵；
所述过滤器、减压阀和流量阀，分别用于进行海水的过滤、减压、稳流和定量。
进一步，所述麦克风与光声池系统内壁固定连接，同时与所述聚焦透镜保持正交关系，用于进行声波信号的采集与转换；
所述光声池外壁包裹有吸音材料，用于减轻环境噪音的干扰。
进一步，所述光纤准直器和所述聚焦透镜相连接，用于进行入射光线的准直和聚焦；
所述锁相放大器，用于从环境噪声中提取微弱信号。
本发明的另一目的在于提供一种应用于所述免脱气水下溶解二氧化碳检测装置的免脱气水下溶解二氧化碳检测方法，所述免脱气水下溶解二氧化碳检测方法包括：
步骤一，计算机控制激光器驱动控制模块将驱动信号输入至2004nm激光器，并驱动2004nm激光器发射激光，发射的激光经过光隔离器后作为种子源注入掺铥光纤直腔激光器腔内；
步骤二，HR高反光栅和LR低反光栅构成掺铥光纤直腔激光器的谐振腔，计算机将驱动信号输入到功率调谐单元对腔内损耗进行周期性调制，实现功率调谐和调Q脉冲输出；
步骤三，第一793nm泵浦激光器、第二793nm泵浦激光器通过第一波分复用器、第二波分复用器对掺铥光纤进行双向泵浦，在LR低反光栅的一端进行激光输出；
步骤四，海水依次经过滤器、减压阀和流量阀进行过滤、减压、稳流、定量后通过进水口进入池内，再通过出水口被增压排水泵排出；
步骤五，激光经过光纤准直器进入光声池系统，通过聚焦透镜汇聚于一处激发待测海水，海水中二氧化碳吸收特定波长2004nm的光能量产生光声信号；
步骤六，麦克风检测到声波信号后产生电流信号送入前置放大电路进行电流电压转换，输出的电压信号经过锁相放大器后被送入计算机进行计算，反演待测海水溶解二氧化碳浓度值。
本发明提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序介质，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的免脱气水下溶解二氧化碳检测方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明提供了一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置，采用光声光谱技术，通过将过滤器、减压阀和流量阀连接，实现海水的杂质过滤、减压和稳流，光声激发过程仅需微量水体，可实现免脱气检测，大大缩短响应时间；通过光纤准直器、光声池系统、前置放大电路和锁相放大器设计，达到聚焦光路激发声波的同时，大幅抑制环境噪声的干扰，拓展了系统的使用环境，实现明场探测；通过计算机、功率调谐单元、激光器光源系统设计，实现强度调制和调Q脉冲输出激发光声信号，使输出激光线宽、脉宽达到最佳，提高吸收耦合效率，激发更强的光声信号，从而提升系统响应速度和检测灵敏性。本发明首次提出水中溶解气体的免脱气测量方法并提出可行性方案，本发明方案已获得领域内专家的一致认可，并获得国家自然科学基金等多个项目支持，具有很高的创造性和很好的应用前景。
本发明采用光声光谱技术，通过将过滤器、减压阀和流量阀连接，实现海水的杂质过滤、减压、稳流及定量，确保海水光声激发环境的稳定，其中光声激发过程仅需微量水体，因此激发光束与海水的接触路径很短，有效避免了海水对红外光的强吸收，实现免脱气检测。
本发明通过光纤准直器、聚焦透镜将输出的激光汇聚于一点激发待测海水，海水中的二氧化碳吸收特定波长2004nm的光能量产生光声信号，麦克风检测到声波信号后产生电流信号送入前置放大电路，再经过锁相放大器，消除杂散频率声音信号干扰，实现明场探测。
本发明使用特殊的强度调制光声光谱工作模式，计算机控制功率调谐单元使掺铥光纤直腔激光器光源系统产生调Q脉冲输出，相比于普通半导体激光器的连续光输出模式，具有更高的峰值功率，能够激发更强的光声信号；此外，通过优化泵浦功率、调谐占空比等系统参数，使调Q脉冲输出的激光线宽和脉宽达到最佳，提高与吸收谱线的耦合效率，也有利于激发更强的光声信号，从而提升系统响应速度和检测灵敏性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的免脱气水下溶解二氧化碳检测装置结构示意图。
图2是本发明实施例提供的光声池系统的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的免脱气水下溶解二氧化碳检测方法流程图。
图中：1、计算机；2、激光器驱动控制模块；3、2004nm激光器；4、光隔离器；5-1、HR高反光栅；5-2、LR低反光栅；6、功率调谐单元；7-1、第一793nm泵浦激光器；7-2、第二793nm泵浦激光器；8-1、第一波分复用器；8-2、第二波分复用器；9、掺铥光纤；10、光纤准直器；11、光声池系统；11-1、过滤器；11-2、减压阀；11-3、流量阀；11-4、进水口；11-5、麦克风；11-6出水口；11-7、聚焦透镜；11-8增压排水泵；12、前置放大电路；13、锁相放大器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置、检测方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1-图2所示，本发明实施例提供的免脱气水下溶解二氧化碳检测装置设置有用于为功率调谐单元提供功率调谐驱动信号、控制功率调谐单元调谐参数的计算机1；
计算机1分别与激光器驱动控制模块2、功率调谐单元6相连接；激光器驱动控制模块2与2004nm激光器3相连接，2004nm激光器3与光隔离器4相连接；
光隔离器4与掺铥光纤直腔激光器光源系统连接，掺铥光纤直腔激光器光源系统通过光纤准直器10与光声池系统11相连接；
光声池系统11与前置放大电路12、锁相放大器13依次连接，锁相放大器13与计算机1相连接。
本发明实施例提供的功率调谐单元6可采用光开关、电光调制器、声光调制器中的其中一种；功率调谐单元6用于对腔内损耗进行周期性调制，进行功率调谐和调Q脉冲输出。
本发明实施例提供的掺铥光纤直腔激光器光源系统由HR高反光栅5-1、功率调谐单元6、第一793nm泵浦激光器7-1、第一波分复用器8-1、掺铥光纤9、第二波分复用器8-2、第二793nm泵浦激光器7-2、LR低反光栅5-2依次连接构成；
HR高反光栅5-1和LR低反光栅5-2构成所述掺铥光纤直腔激光器光源系统的谐振腔；谐振腔在LR低反光栅5-2的一端进行激光输出；
本发明实施例提供的光声池系统11依次设置有过滤器11-1、减压阀11-2、流量阀11-3、进水口11-4、麦克风11-5、出水口11-6、聚焦透镜11-7、增压排水泵11-8。
本发明实施例提供的麦克风11-5与光声池系统11内壁固定连接，同时与聚焦透镜11-7保持正交关系，用于进行声波信号的采集与转换；
本发明实施例提供的光声池尺寸应满足：
n＝1,2,3...
n＝1,2,3...
其中，L为光声池的长度，R为光声池的半径，λ为声波波长，为避免声波损耗n的取值应在2-10之间，从而实现声波共振增强的效果；
本发明实施例提供的光声池外壁包裹有吸音材料，用于减轻环境噪音的干扰。
本发明实施例提供的光纤准直器10和聚焦透镜11-7相连接，用于进行入射光线的准直和聚焦；
本发明实施例提供的锁相放大器13，用于从环境噪声中提取微弱信号。
如图3所示，本发明实施例提供的免脱气水下溶解二氧化碳检测方法包括：
S101，计算机控制激光器驱动控制模块将驱动信号输入至2004nm激光器，并驱动2004nm激光器发射激光，发射的激光经过光隔离器后作为种子源注入掺铥光纤直腔激光器腔内；
S102，HR高反光栅和LR低反光栅构成掺铥光纤直腔激光器的谐振腔，计算机将驱动信号输入到功率调谐单元对腔内损耗进行周期性调制以实现功率调谐和调Q脉冲输出；
S103，第一793nm泵浦激光器、第二793nm泵浦激光器通过第一波分复用器、第二波分复用器对掺铥光纤进行双向泵浦，在LR低反光栅的一端进行激光输出；
S104，海水依次经过滤器、减压阀和流量阀进行过滤、减压和稳流后通过进水口进入池内，再通过出水口被增压排水泵排出；激光经过光纤准直器进入光声池系统，通过聚焦透镜汇聚于一处激发待测海水，海水中二氧化碳吸收特定波长2004nm的光能量产生光声信号；
S105，麦克风检测到声波信号后产生电流信号送入前置放大电路进行电流电压转换，输出的电压信号经过锁相放大器后被送入计算机进行计算，反演待测溶液溶解二氧化碳浓度值。1、计算机；2、激光器驱动控制模块；3、2004nm激光器；4、光隔离器；5-1、HR高反光栅；5-2、LR低反光栅；6、功率调谐单元；7-1、第一793nm泵浦激光器；7-2、第二793nm泵浦激光器；8-1、第一波分复用器；8-2、第二波分复用器；9、掺铥光纤；10、光纤准直器；11、光声池系统；11-1、过滤器；11-2、减压阀；11-3、流量阀；11-4、进水口；11-5、麦克风；11-6出水口；11-7、聚焦透镜；11-8增压排水泵；12、前置放大电路；13、锁相放大器。
实施例1：
本发明提供的一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置，计算机1分别与激光器驱动控制模块2、功率调谐单元相连接，激光器驱动控制模块2与2004nm激光器3相连接，2004nm激光器3与光隔离器相连接，HR高反光栅、功率调谐单元、第一793nm泵浦激光器7-1、第一波分复用器8-1、掺铥光纤、第二波分复用器8-2、第二793nm泵浦激光器7-2、LR低反光栅5-2依次连接构成掺铥光纤直腔激光器光源系统，掺铥光纤直腔激光器光源系统通过光纤准直器与光声池系统相连接，光声池系统依次设置有过滤器11-1、减压阀11-2、流量阀11-3、进水口11-4、麦克风11-5、出水口11-6、聚焦透镜11-7、增压排水泵11-8，光声池系统与前置放大电路12、锁相放大器13依次连接，锁相放大器13与计算机1相连接。
本发明实施例提供的免脱气水下溶解二氧化碳检测方法包括：
第一步，计算机1控制激光器驱动控制模块2将驱动信号输入到2004nm激光器3驱动其发光，激光经过光隔离器后作为种子源注入掺铥光纤直腔激光器腔内；
第二步，HR高反光栅和LR低反光栅构成掺铥光纤直腔激光器的谐振腔，计算机1将驱动信号输入到功率调谐单元对腔内损耗进行周期性调制，实现功率调谐和调Q脉冲输出；
第三步，第一793nm泵浦激光器7-1、第二793nm泵浦激光器7-2通过第一波分复用器8-1、第二波分复用器8-2对掺铥光纤进行双向泵浦，在LR低反光栅5-2的一端实现激光输出；
第四步，海水经过滤器、减压阀和流量阀后通过进水口进入池内，实现海水的杂质过滤、减压和稳流，再通过出水口被增压排水泵排出，确保海水光声激发环境的稳定；激光经过光纤准直器进入光声池系统，通过聚焦透镜汇聚于一处激发待测海水，海水中二氧化碳吸收特定波长2004nm的光能量产生光声信号；
第五步，麦克风检测到声波信号后产生电流信号送入前置放大电路进行电流电压转换，输出的电压信号经过锁相放大器后被送入计算机1进行计算，从而反演待测溶液溶解二氧化碳浓度值。
根据本发明一优选实施例，所述2004nm激光器3与掺铥光纤直腔激光器光源系统之间设置有光隔离器，防止掺铥光纤直腔激光器后向反射光进入2004nm激光器3干扰输出特性。
根据本发明一优选实施例，所述功率调谐单元可采用光开关、电光调制器、声光调制器其中之一对腔内损耗进行周期性调制，实现功率调谐和调Q脉冲输出，计算机1为功率调谐单元提供功率调谐驱动信号，控制功率调谐单元的调谐频率、调谐占空比，使得输出激光线宽、脉宽达到最佳，提高吸收耦合效率、激发更强的光声信号；
根据本发明一优选实施例，所述掺铥光纤直腔激光器光源系统的谐振腔由HR高反光栅和LR低反光栅5-2构成，在LR低反光栅5-2的一端实现激光输出。
根据本发明一优选实施例，所述掺铥光纤直腔激光器光源系统中设置有第一793nm泵浦激光器7-1、第二793nm泵浦激光器7-2和第一波分复用器8-1、第二波分复用器8-2对掺铥光纤进行双向泵浦，也可单独使用其中一组泵浦激光器和波分复用器对掺铥光纤进行单向泵浦。
根据本发明一优选实施例，所述掺铥光纤直腔激光器光源系统中设置有掺铥光纤，可提高2004nm波长激光的输出功率，增强对二氧化碳的检测能力。
根据本发明一优选实施例，所述光声池系统设置有过滤器、减压阀、流量阀、进水口、麦克风、出水口、聚焦透镜、增压排水泵，
海水经过滤器、减压阀和流量阀后通过进水口进入池内，实现海水的杂质过滤、减压、稳流及定量，再通过出水口被增压排水泵排出，确保海水光声激发环境的稳定，
麦克风与光声池系统内壁固定连接，同时与聚焦透镜保持正交关系，避免激光入射能量对麦克风的干扰，实现对声波信号的采集与转换，
光声池外壁包裹有吸音材料，可减轻环境噪音的干扰。
根据本发明一优选实施例，所述光纤准直器和聚焦透镜相连接，实现对入射光线的准直和聚焦。
根据本发明一优选实施例，前置放大电路和计算机1之间设置有锁相放大器，能够将微弱信号从环境噪声中提取出来，提升信噪比。
具体地，上述免脱气水下溶解二氧化碳检测装置的工作方法，包括步骤如下：
(1)计算机1控制激光器驱动控制模块2将驱动信号输入到2004nm激光器3，驱动其发光，光线经过光隔离器后作为种子源注入掺铥光纤直腔激光器腔内；
(2)HR高反光栅和LR低反光栅构成掺铥光纤直腔激光器的谐振腔，计算机1将驱动信号输入到功率调谐单元对腔内损耗进行周期性调制，实现功率调谐和调Q脉冲输出；
(3)第一793nm泵浦激光器7-1、第二793nm泵浦激光器7-2通过第一波分复用器8-1、第二波分复用器8-2对掺铥光纤进行双向泵浦，在LR低反光栅5-2的一端实现激光输出；
(4)海水经过滤器、减压阀和流量阀后通过进水口进入池内，实现海水的杂质过滤、减压、稳流及定量，再通过出水口被增压排水泵排出，确保海水光声激发环境的稳定；
(5)激光经过光纤准直器进入光声池系统，通过聚焦透镜汇聚于一处激发待测海水，海水中二氧化碳吸收特定波长2004nm的光能量产生光声信号，光声信号产生的声波在吸收池内发生全反射，传播速度、频率相同,方向相反的入射声波与反射声波叠加后形成驻波，同时声波能够全方位传播，多方向的驻波使得共振效果更加明显；
(6)为实现共振增强的效果，光声池尺寸应满足：
n＝1,2,3...
n＝1,2,3...
其中，L为光声池的长度，R为光声池的半径，λ为声波波长，为避免声波损耗n的取值应在2-10之间；
(7)麦克风检测到声波信号后产生电流信号送入前置放大电路进行电流-电压转换，前置放大电路输出的电压信号经过锁相放大器后被送入计算机进行计算，从而反演待测溶液溶解二氧化碳浓度值。
实施例2：
本实施例是对本发明实施例1的做出的进一步说明：
所述2004nm激光器3与掺铥光纤直腔激光器光源系统之间设置有光隔离器4，防止掺铥光纤直腔激光器后向反射光进入2004nm激光器3干扰输出特性。
功率调谐单元6可采用光开关、电光调制器、声光调制器其中之一对腔内损耗进行周期性调制，实现功率调谐和调Q脉冲输出，计算机1为功率调谐单元6提供功率调谐驱动信号，控制功率调谐单元的调谐频率，使得输出激光线宽、脉宽达到最佳，提高吸收耦合效率、激发更强的光声信号。
实施例2：
本实施例是对实施例1做出的进一步说明：
所述掺铥光纤直腔激光器光源系统的谐振腔由HR高反光栅5-1和LR低反光栅5-2构成，在LR低反光栅5-2的一端实现激光输出。
掺铥光纤直腔激光器光源系统中设置有第一793nm泵浦激光器7-1、第二793nm泵浦激光器7-2和第一波分复用器8-1、第二波分复用器8-2对掺铥光纤进行双向泵浦，也可单独使用其中一组泵浦激光器和波分复用器对掺铥光纤进行单向泵浦。
掺铥光纤直腔激光器光源系统中设置有掺铥光纤9。
实施例3：
本实施例是对实施例1做出的进一步说明：
所述光声池系统11设置有过滤器11-1、减压阀11-2、流量阀11-3、进水口11-4、麦克风11-5、出水口11-6、聚焦透镜11-7、增压排水泵11-8，海水经过滤器11-1、减压阀11-2和流量阀11-3后通过进水口11-4进入池内，实现海水的杂质过滤、减压和稳流，再通过出水口11-6被增压排水泵11-8排出，确保海水光声激发环境的稳定，
麦克风11-5与光声池系统11内壁固定连接，同时与聚焦透镜11-7保持正交关系，避免激光入射对麦克风11-5的干扰，实现对声波信号的采集与转换，
光声池系统11外壁包裹有吸音材料，可减轻环境噪音的干扰。
实施例4
本实施例是对实施例1做出的进一步说明：
所述光纤准直器10和聚焦透镜11-7相连接，实现对入射光线的准直和聚焦。
前置放大电路12和计算机1之间设置有锁相放大器13，能够将微弱信号从环境噪声中提取出来，提升信号的质量，实现明场探测。
实施例5
根据实施例1-5提供的一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置的工作方法，包括步骤如下：
(1)计算机1控制激光器驱动控制模块22将驱动信号输入到2004nm激光器3，驱动其发光，光线经过光隔离器4后作为种子源注入掺铥光纤直腔激光器腔内；
(2)HR高反光栅5-1和LR低反光栅5-2构成掺铥光纤直腔激光器的谐振腔，计算机1将驱动信号输入到功率调谐单元6对腔内损耗进行周期性调制，实现功率调谐和调Q脉冲输出；
(3)第一793nm泵浦激光器7-1、第二793nm泵浦激光器7-2通过第一波分复用器8-1、第二波分复用器8-2对掺铥光纤9进行双向泵浦，在LR低反光栅5-2的一端实现激光输出；
(4)海水经过滤器11-1、减压阀11-2和流量阀11-3后通过进水口11-4进入池内，实现海水的杂质过滤、减压和稳流，确保海水光声激发环境的稳定，再通过出水口11-6被增压排水泵11-8排出；
(5)激光经过光纤准直器10进入光声池系统11，通过聚焦透镜11-7将输出的激光汇聚于一处激发待测海水产生声波，麦克风11-5检测到声波信号后产生电流信号送入前置放大电路12；
(6)前置放大电路12输出的电流信号经过锁相放大器13后被送入计算机进行计算，从而反演待测溶液溶解二氧化碳浓度值。
实施例6：
根据实施例1提供的一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置，区别之处在于：
所述掺铥光纤直腔激光器光源系统中泵浦激光器的波长不仅限于793nm，也可使用1550nm等铥离子吸收谱内的其他波长。
实施例7：
根据实施例1提供的一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置，区别之处在于：
所述声波信号采集装置不仅限于麦克风，也可以使用其他声音换能器装置。
实施例8：
根据实施例1提供的一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置，区别之处在于：
所述光声池系统中麦克风不仅限于方形，也可使用环形麦克风。
实施例9：
根据实施例1提供的一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置，区别之处在于：
所述光声池系统不仅限于圆筒型，也可以使用哑铃型。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置，其特征在于，所述免脱气水下溶解二氧化碳检测装置设置有用于为功率调谐单元提供功率调谐驱动信号和控制功率调谐单元调谐参数的计算机；
所述计算机分别与激光器驱动控制模块和功率调谐单元相连接；所述激光器驱动控制模块与2004nm激光器相连接，所述激光器与光隔离器相连接；
所述光隔离器与掺铥光纤直腔激光器光源系统连接，所述掺铥光纤直腔激光器光源系统通过光纤准直器与光声池系统相连接；
所述光声池系统与前置放大电路、锁相放大器依次连接，锁相放大器与所述计算机相连接；
所述功率调谐单元采用光开关、电光调制器或声光调制器中的其中一种；所述功率调谐单元用于对腔内损耗进行周期性调制，进行功率调谐和调Q脉冲输出；
所述掺铥光纤直腔激光器光源系统由HR高反光栅、功率调谐单元、第一泵浦激光器、第一波分复用器、掺铥光纤、第二波分复用器、第二泵浦激光器和LR低反光栅依次连接构成；
所述HR高反光栅和LR低反光栅构成所述掺铥光纤直腔激光器光源系统的谐振腔；所述谐振腔在LR低反光栅的一端进行激光输出；
所述第一泵浦激光器、第二泵浦激光器、第一波分复用器和第二波分复用器，用于对掺铥光纤进行双向泵浦；
所述光声池系统依次设置有过滤器、减压阀、流量阀、进水口、麦克风、出水口、聚焦透镜、增压排水泵；所述过滤器、减压阀和流量阀，分别用于进行海水的过滤、减压和稳流，光声激发过程仅需微量水体。
2.如权利要求1所述免脱气水下溶解二氧化碳检测装置，其特征在于，所述掺铥光纤，用于提高2004nm波长激光的输出功率。
3.如权利要求1所述免脱气水下溶解二氧化碳检测装置，其特征在于，所述第一泵浦激光器、第二泵浦激光器，对掺铥光纤进行单向泵浦；
所述第一波分复用器、第二波分复用器，对掺铥光纤进行单向泵浦。
4.如权利要求1所述免脱气水下溶解二氧化碳检测装置，其特征在于，所述麦克风与光声池系统内壁固定连接，同时与所述聚焦透镜保持正交关系，用于进行声波信号的采集与转换；
光声池外壁包裹有吸音材料，用于减轻环境噪音的干扰。
5.如权利要求1所述免脱气水下溶解二氧化碳检测装置，其特征在于，所述光纤准直器和所述聚焦透镜相连接，用于进行入射光线的准直和聚焦；
所述锁相放大器，用于从环境噪声中提取微弱信号。
6.一种应用于如权利要求1-5任意一项所述免脱气水下溶解二氧化碳检测装置的免脱气水下溶解二氧化碳检测方法，其特征在于，所述免脱气水下溶解二氧化碳检测方法包括：
步骤一，计算机控制激光器驱动控制模块将驱动信号输入至2004nm激光器，并驱动2004nm激光器发射激光，发射的激光经过光隔离器后作为种子源注入掺铥光纤直腔激光器腔内；
步骤二，HR高反光栅和LR低反光栅构成掺铥光纤直腔激光器的谐振腔，计算机将驱动信号输入到功率调谐单元对腔内损耗进行周期性调制，实现功率调谐和调Q脉冲输出；
步骤三，第一泵浦激光器、第二泵浦激光器通过第一波分复用器和第二波分复用器对掺铥光纤进行双向泵浦，在LR低反光栅的一端进行激光输出；
步骤四，海水依次经过滤器、减压阀和流量阀进行过滤、减压、稳流和定量后通过进水口进入池内，再通过出水口被增压排水泵排出；
步骤五，激光经过光纤准直器进入光声池系统，通过聚焦透镜汇聚于一处激发待测海水，海水中二氧化碳吸收特定波长2004nm的光能量产生光声信号；
步骤六，麦克风检测到声波信号后产生电流信号送入前置放大电路进行电流电压转换，输出的电压信号经过锁相放大器后被送入计算机进行计算，反演待测溶液溶解二氧化碳浓度值。
7.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序介质，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求6所述的免脱气水下溶解二氧化碳检测方法。
CN202110915210.3A 2021-08-10 2021-08-10 一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置、检测方法 Active CN113866123B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110915210.3A CN113866123B (zh) 2021-08-10 2021-08-10 一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置、检测方法
ZA2021/08861A ZA202108861B (en) 2021-08-10 2021-11-10 Degassing-free underwater dissolved carbon dioxide detection device and detection method
US17/522,978 US11949208B2 (en) 2021-08-10 2021-11-10 Degassing-free underwater dissolved carbon dioxide detection device and detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110915210.3A CN113866123B (zh) 2021-08-10 2021-08-10 一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置、检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113866123A CN113866123A (zh) 2021-12-31
CN113866123B true CN113866123B (zh) 2023-11-24

Family

ID=78990365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110915210.3A Active CN113866123B (zh) 2021-08-10 2021-08-10 一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置、检测方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11949208B2 (zh)
CN (1) CN113866123B (zh)
ZA (1) ZA202108861B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116637664B (zh) * 2023-05-29 2024-03-19 济南赢创智联技术咨询有限公司 一种基于微流控的海洋总碱度测量装置及测量方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102201642A (zh) * 2011-04-20 2011-09-28 深圳市大族激光科技股份有限公司 一种保护光学装置的泵浦源的方法
CN203031123U (zh) * 2012-03-15 2013-07-03 苏州图森激光有限公司 采用2微米调q脉冲高功率光纤激光器的激光加工系统
CN110514621A (zh) * 2019-08-22 2019-11-29 中国海洋大学 海洋原位pCO2传感器
CN110530815A (zh) * 2019-09-23 2019-12-03 中国石油大学(华东) 基于光子晶体光纤的海底溶解co2气体检测方法及系统
CN209911211U (zh) * 2019-05-14 2020-01-07 深圳市林科电气发展有限公司 免脱气的油中溶解气体及微水检测装置
CN212810843U (zh) * 2020-09-03 2021-03-26 中国人民解放军国防科技大学 一种使用特定波长段泵浦的掺镱光纤激光振荡器
CN113155741A (zh) * 2020-01-22 2021-07-23 中国海洋大学 一种石英音叉自调自检的波长扫描调q光声光谱气体检测系统及其应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8590365B2 (en) * 2008-06-03 2013-11-26 National Oilwell Varco Denmark I/S Pipe system, a gas sensing system for a pipe system, and a method of determining a gas component in a cavity of a pipe
CN107064012B (zh) * 2017-04-11 2019-06-25 山西大学 基于拍频效应的石英增强光声光谱气体检测装置及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102201642A (zh) * 2011-04-20 2011-09-28 深圳市大族激光科技股份有限公司 一种保护光学装置的泵浦源的方法
CN203031123U (zh) * 2012-03-15 2013-07-03 苏州图森激光有限公司 采用2微米调q脉冲高功率光纤激光器的激光加工系统
CN209911211U (zh) * 2019-05-14 2020-01-07 深圳市林科电气发展有限公司 免脱气的油中溶解气体及微水检测装置
CN110514621A (zh) * 2019-08-22 2019-11-29 中国海洋大学 海洋原位pCO2传感器
CN110530815A (zh) * 2019-09-23 2019-12-03 中国石油大学(华东) 基于光子晶体光纤的海底溶解co2气体检测方法及系统
CN113155741A (zh) * 2020-01-22 2021-07-23 中国海洋大学 一种石英音叉自调自检的波长扫描调q光声光谱气体检测系统及其应用
CN212810843U (zh) * 2020-09-03 2021-03-26 中国人民解放军国防科技大学 一种使用特定波长段泵浦的掺镱光纤激光振荡器

Also Published As

Publication number Publication date
CN113866123A (zh) 2021-12-31
ZA202108861B (en) 2022-02-23
US20230052245A1 (en) 2023-02-16
US11949208B2 (en) 2024-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101936896B (zh) 一种乙醇气体浓度激光遥测装置
CN102519897B (zh) 一种基于led多特征波长的水质cod检测装置
CN105548128A (zh) 一种双光路法海岸带水体叶绿素原位监测方法及装置
CN102519916B (zh) 一种在线检测农药浓度的方法和装置
CN113866123B (zh) 一种免脱气水下溶解二氧化碳检测装置、检测方法
CN110514621A (zh) 海洋原位pCO2传感器
CN112147076A (zh) 一种吸收光程增强型双谐振光声光谱痕量气体检测系统
CN105334171A (zh) 水体cod在线监测系统及采用该系统监测水体cod的方法
CN100504358C (zh) 超声波与臭氧协同作用测量化学耗氧量和总有机碳的方法
WO2022267555A1 (zh) 径向腔石英增强光声光谱测声器及其气体探测装置
CN201803948U (zh) 一种乙醇气体浓度激光遥测装置
CN103901009B (zh) 一种光纤扫描式的激光诱导荧光检测系统
CN111610161B (zh) 一种流通系统、海水营养盐原位测量装置及测量方法
CN204177735U (zh) 一种光谱法水体环境在线测量装置
CN102042981B (zh) 溶解无机碳原位测定仪
CN110530815A (zh) 基于光子晶体光纤的海底溶解co2气体检测方法及系统
CN205404410U (zh) 一种双光路法海岸带水体叶绿素原位监测装置
CN105628657A (zh) 叶绿素荧光检测仪
CN204575538U (zh) 一种激光诱导荧光食品检测仪
CN213580647U (zh) 一种可调节量程双光源水质cod检测传感器
CN213302014U (zh) 一种荧光法溶解氧传感器
CN211292561U (zh) 一种变压器油中溶解气体的浓度检测系统
CN208091915U (zh) 一种潜水拖曳式深海甲烷浓度原位检测系统
CN102866111A (zh) 用于无创血糖检测的差动液体光声池组件
CN202562842U (zh) 利用光声光谱法检测微量水蒸气浓度的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant