泛频增强光声光谱测声器及采用该测声器的气体探测装置的制作方法

本发明涉及气体传感技术，具体为一种泛频增强光声光谱测声器及采用该测声器的气体探测装置。

背景技术：

光声光谱技术作为一种新型光谱探测技术以其零吸收背景，高选择性、高探测灵敏度等优点被广泛运用于环境保护、工业过程控制、精细农业生产、医疗诊断等各个行业。当一束被调制的激光穿过待测样品时，若激光的波长与样品的吸收线相吻合时，激光能量就会被样品吸收，而吸收了光能量的样品分子由基态跃迁到激发态。由于激发态的不稳定性，样品分子会通过各种途径释放能量并向基态跃迁。如果样品分子向外辐射光子并跃迁到基态，此时为辐射跃迁。如果样品分子通过碰撞退激发，此时为无辐射跃迁。光声光谱就是无辐射跃迁的一种，处于激发态的样品分子通过碰撞而引起周围的气体局部温度周期性变化，进而产生压力波向四周传递，此压力波即为声波。通过声波换能器探测声波压力并将其转化为电信号就能反演待测样品的浓度，这就是光声光谱用于气体检测的原理。

传统的光声光谱中声波换能器为高灵敏麦克风，它的缺点是麦克风的响应带宽很宽，使得除了包涵气体浓度信息以外的环境噪声容易被带入到探测系统中。2002年美国莱斯大学的激光科学组发展了一种新型光声光谱技术叫做石英增强光声光谱技术，该技术采用一个商用的固有频率为～32kHz的音叉式石英晶振(简称音叉)来代替宽带麦克风，充当声波换能器。石英增强光声光谱装置中，激光被聚焦通过音叉式石英晶振的振臂间隙，当待测样品吸收激光能量并产生声波后，音叉式石英晶振的振臂受到声波激励后，振臂会往复振动。当该音叉式石英晶振的两支振臂受到声波的推动时音叉式石英晶振通过压电效应，把振动转化为输出电流，然后用前置放大器将电流提取出来，再通过信号后处理反演出所需的气体浓度信息。音叉式石英晶振有三个优点：第一，它只在固定的频率～32kHz附近有响应，对其它频段的声音的响应微弱，这造就了基于音叉式石英晶振的传感器有很高的环境噪声免疫能力；第二，它拥有极高的Q值，高Q值在光声光谱技术中意味着更高的信号峰值，利于提高信噪比；第三，音叉式石英晶振只有在对称振动模式(音叉的两只振臂向相反的方向做往复运动)下才能产生电流，而两个振臂做同向运动时不产生电流，因此这更进一步减小了来自音叉外部的噪声干扰。

传统的石英增强光声光谱测声器采用商用的固有频率为32kHz，振臂间隙约为300μm的音叉石英晶振。为了提高音叉式石英晶振探测灵敏度，声学谐振腔(AmR)被配置到音叉式石英晶振上来限制声波并形成共振增强效果。由音叉和声学谐振腔组成的整体称作光谱测声器。典型的光谱测声器配置采用两根不锈钢毛细管作为谐振腔垂直安装在音叉式石英晶振的两侧来限制声波。科研结果表明，声学谐振腔的长度对光谱测声器的性能有重要的影响，最佳的声学谐振腔长度是介于λ和λ/2之间，其中λ为声波波长。对于商用的32kHz音叉，声波频率为32kHz，对应的最佳谐振腔长大约为9mm。在石英增强光声光谱装置中必须考虑的一点是，谐振腔的腔长会带来光束准直问题，光束与音叉以及谐振腔表面的任何接触会产生很强的本底噪声，从而影响探测信噪比。

基于商用32kHz的石英增强光声光谱测声器在近红外区域表现良好，其中分布反馈式DFB半导体激光器以及外腔可调谐激光二极管等光束质量较好的光源通常被用作激发光源。然而，当激发光源的发散角较大或者光束质量较差，例如采用LED或者中红外量子级联激光器时(QCL)等光源作为光声信号的激励源时，激发光很难准直通过32kHz音叉的300μm振臂间隙，因为会产生很强的本底噪声。同时，32kHz商用音叉不能适用于太赫兹(THz)光源，因为太赫兹的波长最高可比近红外波长2个数量级，其最小光束直径通常为400-500μm。为了解除32kHz商用音叉的振臂间隙限制，科研人员设计了振臂间隙为700-1000μm的定制大音叉。意大利光子与纳米技术研究所的Borri教授率先设计了共振频率为4.2kHz，振臂间隙为1mm的定制音叉，并将该音叉结合太赫兹激光器来探测甲醇。但是频率为4.2kHz的声波对应的波长高达81mm，如此长的声波波长导致了激发光束无法准直通过声学谐振腔，从而限制了探测灵敏度。山西大学激光光谱研究所的董磊教授设计了一种共振频率为7.2kHz，振臂间隙约为800μm的定制音叉。在基于该7.2kHz定制音叉的光谱测声器中，两根内径为1.3mm的不锈钢毛细管分别被配置到定制音叉的两侧来提高声波耦合效率。相比于没有配备声学谐振器的音叉，获得了40倍的信噪比增益因子。虽然如此，频率为7.2kHz的声波对应的波长依然高达46mm，这对于激发光光束准直和光谱测声器装配都是很大的挑战。在最近的研究中，一种新颖的单管共轴配置石英增强光声光谱被提出，通过提高谐振腔声波耦合效率来增强探测灵敏度并缩短谐振腔的腔长来解决光束准直问题。由于7.2kHz定制音叉的振臂间隙达到了800μm，该条件允许将一根外径小于800μm的不锈钢毛细管插入到音叉振臂间隙作为声学谐振腔，从而避免了在音叉的两侧分别放置两根不锈钢毛细管的配置方式。声波在这种单管配置中积累，并形成了准驻波，从而将最优化腔长缩短至38mm并且将谐振腔的信噪比增益因子提高到100。然而38mm的最优腔长仍然比基于32kHz商用音叉的谐振腔长大约4倍。

因此在使用基于定制大音叉的石英增强光声光谱测声器时，在单管共轴配置石英增强光声光谱的基础上如何进一步缩短声学谐振腔的长度，使之易于光学准直，并提高谐振腔和音叉之间的声波耦合效率成了必须要解决的技术问题。

音叉式石英晶振包括一对通过下部固定在一起、间隔一定且竖直设置的振臂，两振臂相对的一面称作内侧面，与内侧面相对的一面称为外侧面；内、外侧面的法线方向与振动方向平行；振臂上与振动方向垂直的两个竖直面称为振臂面。

技术实现要素：

本发明为解决目前单管共轴石英增强光声光谱测声器中声学谐振腔长度过长、难以进行光学准直的技术问题，提供一种泛频增强光声光谱测声器及采用该测声器的气体探测装置。

本发明所述的泛频增强光声光谱测声器是采用如下技术方案实现的：一种泛频增强光声光谱测声器，包括基频频率为2.8kHz、第一泛频频率为17.7kHz的音叉式石英晶振以及与音叉式石英晶振采用单管共轴方式配置的谐振腔；音叉式石英晶振的第一引脚接地，第二引脚输出光声信号；所述音叉式石英晶振的振臂间隙g为700μm，振臂长L为17mm，厚度T为1mm，叉指宽度w为0.25mm；所述谐振腔采用不锈钢毛细管制成，该不锈钢毛细管的内径和外径分别为0.62mm和0.98mm；所述谐振腔的中部外径被打磨到650μm，谐振腔被插入到音叉式石英晶振的两个振臂之间且谐振腔中部被打磨的位置位于音叉式石英晶振的振臂间隙处；谐振腔的轴线与音叉式石英晶振的振臂面垂直，谐振腔中部两侧被打磨处各开了一条宽度为90μm，长度为200μm的狭缝；所述谐振腔的长度为9.5mm～19mm，谐振腔的轴心与音叉式石英晶振振臂底部的垂直间距h为7mm。

目前常用的32kHz的商用音叉式石英晶振的基频为32768Hz，其第一泛频带频率>200kHz，并且振动幅度非常弱，所以在基于32kHz商用音叉的石英增强光声光谱中很少使用音叉的泛频带。在使用定制的音叉式石英晶振时，通过降低设计定制音叉式石英晶振的基频频率从而降低其泛频频率，可以有效地将定制音叉式石英晶振的泛频振动用于石英增强光声光谱中。更重要的是，通过优化设计定制音叉的振臂参数，可以使定制音叉式石英晶振的泛频带振动幅度大于基频振动幅度，从而利于增强信号。

本发明所述的泛频增强光声光谱测声器(泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器)采用了一个基频频率为2.8kHz、第一泛频频率为17.7kHz的音叉式石英晶振(定制音叉)和单管共轴配置。音叉式石英晶振的示意图如图1、2所示，音叉式石英晶振的振臂间隙g约为700μm，振臂长L为17mm，厚度T为1mm，叉指宽度w为0.25mm。根据公式其中E为石英的杨氏模量，ρ为石英密度。当n＝1.194时，得到的是音叉的基频频率f₀；当n＝2.988时得到的是第一泛频频率f₁。音叉式石英晶振的共振频率f和Q值可以通过以下实验方法测得：函数发生器产生幅值固定、频率变化的正弦波，将此正弦波输入到音叉式石英晶振的一个引脚上，而从音叉另一个引脚输出的信号被接入到锁相放大器的输入端。改变函数发生器正弦波的频率，使之扫描过音叉的共振频率，锁相放大器记录音叉相应频率的输出电压，得到音叉的频率响应曲线。通过对音叉频率响应曲线的拟合可以得到音叉的基频振动参数为f₀＝2.868kHz,Q₀＝5800,R₀＝721kΩ，第一泛频带振动参数为f₁＝17.741kHz,Q₁＝12553,R₁＝162kΩ。

两个主要的损耗机制——外部损耗和内部损耗，决定了音叉Q值大小。外部损耗是由于音叉振臂与周围介质的相互作用。内部损耗包括支持损耗、表面损耗、容积损耗和热弹损耗。音叉的基频振动能够被看作是音叉顶部的一个单点振子，支持损耗能够被忽略，这样音叉的Q值能够用音叉的几何参数来表示～wT/L；而在音叉的第一泛频振动中，音叉Q值基本由支持损耗决定，正比于(1/n²)(L/T)³。通过音叉振臂参数优化设计，增加L/T值可以减小音叉根部的支持损耗，从而使泛频带获得比基频带大2倍的Q值。本申请所述的音叉式石英晶振配备的谐振腔由一根完整的不锈钢毛细管组成，该毛细管的内径和外径分别为0.62mm和0.98mm。该单管谐振腔被插入到音叉两振臂之间来组成单管共轴配置石英增强光声光谱测声器，示意图如图3所示。谐振腔的中部(waist thickness)被打磨到650μm，使谐振腔的外径小于音叉的振臂间隙，如图4、5所示。谐振腔中部两侧各开了一条宽度为90μm，长度为200μm的狭缝，声波通过此狭缝传递到音叉振臂的内侧，从而推动音叉振动输出电信号。

本发明所述的气体探测装置是采用如下技术方案实现的：一种气体探测装置，包括一个函数发生器，函数发生器的调制信号输出端连接有激光器驱动板，激光器驱动板驱动一个DFB激光器；所述DFB激光器的出射光路上设有透镜组；还包括一个位于透镜组的出射光路上的光谱测声装置；所述光谱测声装置包括一个微型气室以及设在微型气室内部的泛频增强光声光谱测声器；所述音叉式石英晶振的第一引脚连接到地线；音叉式石英晶振的第二引脚通过前置放大器连接有一个锁相放大器；还包括计算机；锁相放大器的信号输出端与计算机的一个信号输入端相连接；所述函数发生器的同步信号输出端与锁相放大器的同步信号输入端相连接。

本发明所述的基于泛频增强光声光谱测声器的气体探测装置如图6所示。中心波长为1.37μm的单模连续波分布反馈式半导体激光器(DFB)被用作激发光源来产生光声信号。函数发生器产生低频锯齿波并输入到激光器驱动上来扫描激光器的波长。此锯齿波上叠加了一个频率为f/2的正弦信号，其中f是测声器所采用音叉的基频或第一泛频频率。激光器的输出光被光纤耦合器准直并使之穿过光谱测声器。光谱测声器输出的压电信号首先被一个自制的跨阻抗前置放大器处理，放大器中的反馈电阻约为10MΩ。前置放大器输出的信号被输入到锁相放大器中进行调制解调，锁相放大器的时间常数设为1s，滤波带宽为12dB/octave,对应的锁相放大器探测带宽为Δf＝0.25Hz。一台装有数据采集卡的电脑被用来采集和记录数据。大气中的水蒸气被选作待测样品来评估该测声器的性能。根据HITRAN数据库，水7303.23cm^-1的吸收线被选作目标吸收线，其线强为8.05×10^-22cm/mol。空气中的水含量通过直接吸收光谱实时测量确定。

首先本申请所述的定制音叉在基频振动模式和泛频振动模式下分别被用来探测空气中的水蒸气含量。激光光纤准直器被安装在一个XYZ三维平移台上来扫描激发光的作用位置。如图4、5所示，激光作用位置沿Z轴从音叉根部扫描至顶部开口处，激光作用的位置相对音叉根部(也就是振臂底部)的距离记为h，见图1，相应的音叉探测信号被记录。经过水汽浓度归一化后，音叉的输出信号作为h的函数被显示在图7中。当音叉被操作在基频振动模式下时，其探测信号最大的位置是h＝15mm，而不是力矩最大的音叉顶端。这是由于柱状声波容易从音叉顶端泄露，到导致声波无法100％有效与音叉作用的结果。初始阶段信号的轻微上升是由于激光光束距离音叉根部较近，产生了光热效应。当音叉操作在泛频振动模式下时，探测信号产生了两个节点分别在h＝7.5mm和h＝16mm处，而且h＝7.5mm处获得的探测信号幅值比h＝16mm处大2倍。相比于基频振动模式，该定制音叉操作在第一泛频振动模式下所获得的信号幅值大8倍。该实验测试中对应于音叉工作在基频振动和泛频振动，激光的最优调制深度分别为0.35cm^-1和0.44cm^-1。

在给音叉配备声学谐振腔时，泛频增强光声光谱测声器中声学谐振腔安装的垂直位置对探测信号的幅值有着重要影响。申请人利用3D打印机打印一组不同高度的安装支架，通过支架可以将声学谐振腔安装在不同的高度h上，h如图1所示。对于定制音叉的基频振动频率和第一泛频振动频率分别为2.8kHz和17.7kHz，相应的声波波长为120mm和19mm。120mm对于微型声学谐振腔而言是难以准直的，因此传统的基频操作模式不适用于基于定制音叉单管共轴配置。本发明中申请人将结合泛频振动模式和单管共轴石英增强光声光谱的测声器称为泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器。在研究泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱光谱测声器中h与测声器信号幅值的问题时，谐振腔的长度被设置为声波半波长，即9.5mm。谐振腔的垂直安装位置h对光谱测声器探测信号的幅值和Q值的影响被画在图8中。类似于不加谐振腔的音叉，操作在泛频模式下的单管共轴配置石英增强光声光谱测声器获得的探测信号幅值在h＝7mm和16.5mm分别出现极大值，同时相应的位置单管共轴配置石英增强光声光谱光谱测声器Q值出现极小值，表明了h＝7mm和16.5mm处声学谐振腔和音叉的耦合效率最高。结果显示当谐振腔长为9.5mm，垂直安装高度为7mm时，相比于无谐振腔的定制音叉，单管共轴配置石英增强光声光谱测声器将探测信号的幅值提高了约10倍。

谐振腔的长度在光谱测声器中有着重要影响，考虑谐振腔中部的开口以及驻波的形成条件，实验上最优的谐振腔长介于λ和λ/2之间。在研究谐振腔长对泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱光谱测声器的性能影响时，谐振腔的垂直安装高度被固定在h＝7mm，谐振腔的长度从19mm(λ)变化到9.5mm(λ)。图9展示了谐振腔长度和泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱探测信号幅值的关系，其中数据点被洛伦兹拟合。当谐振腔长度为14.5mm时，泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器的信号幅值获得极大值4.6mV。该幅值相比于腔长为9.5mm的单管共轴配置石英增强光声光谱测声器信号幅值提高了5倍，相比于无声学谐振腔的定制音叉提高了约50倍。

参数最优的泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器(h＝7mm，腔长14.5mm)和无谐振腔操作在基频模式下的定制音叉获得的二次谐波信号被画在图10中。泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器获得的信号幅值为4.6mV，大约是无谐振腔音叉信号幅值的380倍。通过调谐激光器的波长，使激发光的波长偏离水汽的目标吸收线，可以得到光谱测声器的1σ噪声。对于泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器和无谐振腔的定制音叉σ噪声分别为2μV和1.6μV。在使用该泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器对空气中水蒸气进行测量时，所用激光器的输出光功率为23mW，在探测信噪比为2300，得到的归一化等效噪声吸收系数为

对痕量气体进行检测时，先选定与光源的中心波长接近的目标探测线。通过DFB激光器的温控电路锁定激光器温度，通过控制驱动电流，使激光器的波长扫过目标吸收线。具体的是采用二次谐波探测技术，激光器的电流被函数发生器发生的f₁/2信号频率调制，其中f₁为所用音叉的第一泛频。待测气体被激光激发后，退激发产生的声波信号被第一泛频为f₁的音叉式石英晶振采集并将其转化为相应的电信号。电信号依次经过前置放大器、锁放，然后通过数据采集卡进入计算机系统。数据经过软件计算后，最终将气体浓度信息以人机交互式界面显示在屏幕上。所述的相应软件为本领域技术人员的公知技术，是易于编写的。对某种气体进行测量时，应事先通过已知浓度的标准气进行定标，标定后的装置就能对该种气体进行测量。所述的标定方法为本领域技术人员所公知的技术，所用的前置放大器、锁相放大器均为本领域的常用仪器，有多种型号可供选择，所述的DFB激光器根据待测气体的波长可以方便采购。

本发明的有益效果是：一、设计了一种泛频增强型的单管共轴石英增强光声光谱测声器，通过对音叉式石英晶振的振臂参数优化设计，使音叉式石英晶振同时具有较低的共振频率f和较高的Q值，并使该音叉的第一泛频振动幅度高于其基频振动幅度，从而使音叉泛频能够适用于石英增强光声光谱技术。二、音叉第一泛频远高于其基频频率，当光谱测声器操作在泛频带模式下时，谐振腔的腔长被大大缩短，利于光学准直，减小了光谱测声器尺寸。三、将一个完整的单管声学谐振腔插入到音叉式石英晶振的振臂间隙，形成泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器。单管声学谐振腔的两侧开有狭缝，使声波通过狭缝推动音叉式石英晶振的振臂振动而产生电信号。这种单管的共轴配置大大提高声波耦合效率，提高探测信噪比。

附图说明

图1为音叉式石英晶振主视结构示意图。

图2为音叉式石英晶振侧视结构示意图。

图3为泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器立体结构示意图。

图4为单管共轴谐振腔的侧视结构示意图。

图5为单管共轴谐振腔的俯视结构示意图。

图6为基于泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器的实验装置图：

1-函数发生器，2-激光器驱动板，3-DFB激光器，4-透镜组，5-光谱测声装置，51-入射窗口，52-出射窗口，53-进气口，54-出气口，55-泛频增强光声光谱测声器，56-微型气室，6-功率计，7-机械泵，8-气体流量控制阀，9-压力计，10-滤芯，11-地线，12-第一引脚，13-第二引脚，14-前置放大器，15-锁相放大器，16-计算机。

图7为定制音叉工作在基频振动模式(a)和泛频振动模式(b)下，激光作用位置与音叉信号幅值的关系。

图8为泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器中谐振腔不同垂直安装高度h对测声器信号幅值以及Q值的影响；(a)为对信号幅值的影响，(b)为对测声器Q值的影响。

图9为泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器的信号幅值随着声学谐振腔(AmR)长度变化的示意图。

图10为泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器获得的二次谐波信号与无谐振腔的音叉获得二次谐波信号对比。

具体实施方式

一种泛频增强光声光谱测声器，包括基频频率为2.8kHz、第一泛频频率为17.7kHz的音叉式石英晶振以及与音叉式石英晶振采用单管共轴方式配置的谐振腔；音叉式石英晶振的第一引脚12接地，第二引脚13输出光声信号；所述音叉式石英晶振的振臂间隙g为700μm，振臂长L为17mm，厚度T为1mm，叉指宽度w为0.25mm；所述谐振腔采用不锈钢毛细管制成，该不锈钢毛细管的内径和外径分别为0.62mm和0.98mm；所述谐振腔的中部外径被打磨到650μm，谐振腔被插入到音叉式石英晶振的两个振臂之间且谐振腔中部被打磨的位置位于音叉式石英晶振的振臂间隙处；谐振腔的轴线与音叉式石英晶振的振臂面垂直，谐振腔中部两侧被打磨处各开了一条宽度为90μm，长度为200μm的狭缝；所述谐振腔的长度为9.5mm～19mm，谐振腔的轴心与音叉式石英晶振振臂底部的垂直间距h为7mm。

所述谐振腔的长度为14.5mm。

一种气体探测装置，包括一个函数发生器1，函数发生器1的调制信号输出端连接有激光器驱动板2，激光器驱动板2驱动一个DFB激光器3；所述DFB激光器3的出射光路上设有透镜组4；还包括一个位于透镜组4的出射光路上的光谱测声装置5；所述光谱测声装置5包括一个微型气室56以及设在微型气室56内部的泛频增强光声光谱测声器55；所述音叉式石英晶振的第一引脚12连接到地线11；音叉式石英晶振的第二引脚13通过前置放大器14连接有一个锁相放大器15；还包括计算机16；锁相放大器15的信号输出端与计算机的一个信号输入端相连接；所述函数发生器1的同步信号输出端与锁相放大器15的同步信号输入端相连接。

所述微型气室56的出射光路上设有功率计6，功率计6的信号输出端与计算机16的另一个信号输入端相连接。功率计6被放置在光谱测声装置的出射窗口处来探测出射光的功率。

在对某种气体进行测量时，事先通过已知浓度的该种气体对测量装置进行标定，标定后的装置就能对该种气体进行测量。

函数发生器1的一个调制频率为f₁的正弦波送到激光器驱动板2上，激光器驱动板2可以调节控制DFB激光器3的注入电流和温度。DFB激光器3的发射中心波长对应待测气体的目标吸收线。DFB激光器3发出的光经过透镜组4进行光学整形后进入光谱测声装置5。其具体过程为，准直光束先穿过由CaF₂制成的入射窗口51，然后进入QEPAS传感组件。所用的QEPAS传感组件为泛频增强光声光谱测声器55(基于泛频增强单管共轴配置的石英增强光声光谱测声器)，如图3所示。由QEPAS传感组件出射的光束通过微型气室56的出射窗口52出射，其中微型气室56的入射窗口51和出射窗口52以约为5°的角度倾斜安装以避免干涉现象发生。由出射窗口52出射的光进入功率计6，对其进行功率探测。微型气室56有一个进气口53和一个出气口54可以保证待测气体可以顺畅进入微型气室56，测量时气体在微型气室56内均匀混合。出气口54与一个带有气体流量控制阀8的机械泵7相连，进气口53顺次和压力计9和滤芯10相连。当机械泵7工作时，外界气体通过滤芯10去除杂质后被吸入微型气室56，整个气路的压力被压力计9测量，气体流速被气体流量控制阀8控制。由DFB激光器3发出的激发光激发待测气体产生声波，声波推动音叉振动进而产生电信号并由第二引脚13输出。电信号第一步经过前置放大器14进行信号放大和处理，然后送入到锁相放大器15进行二次谐波解调。锁相放大器解调的参考信号来自函数发生器1的同步端口。经过锁放解调的信号送入计算机16，计算机16采集并记录数据。

两个振臂之间的空隙称为振臂间隙；前后振臂面的间距为振臂的振臂长是指振臂底部到顶部的间距，振臂厚度是指每个振臂在往复运动方向上的间距；振臂宽度(即叉指宽度)是指每个振臂前后两个振臂面之间的间距。

具体应用时，本发明装置可以实时在线的将所测的待测气体浓度并显示在计算机上，具有高精度、便携性强、在线监测的功能。