[发明专利]光声吸收池及大气颗粒物多光学参数在线测量装置

权利要求书

1.一种光声吸收池，包括共振腔，共振腔的左右两侧各设置有一个配合体，其特征在于：所述的共振腔为U型圆柱体形状，所述的U型圆柱体形状的共振腔竖直部分的两个端口分别安装扬声器和麦克风，水平部分的中间位置安装有光电倍增管，所述的光电倍增管的光敏面位于U型圆柱体形状的共振腔的水平部分；所述的配合体包括缓冲腔，所述的缓冲腔通过管道与U型圆柱体形状的共振腔的水平部分水平连接，所述的缓冲腔上还连接有声过滤腔以及样品口。

2.根据权利要求1所述的一种光声吸收池，其特征在于：所述共振腔的直径满足入射光的完整穿过要求，水平长度为声波1/2波长，竖直部分长度为声波1/4波长。

3.根据权利要求1所述的一种光声吸收池，其特征在于：所述缓冲腔和声过滤腔的直径与共振腔的直径相同，长度均为声波1/4波长。

4.根据权利要求1所述的一种光声吸收池，其特征在于：所述的连接缓冲腔与U型圆柱体形状的共振腔的水平部分的管道直径小于缓冲腔和共振腔的直径。

5.根据权利要求1所述的一种光声吸收池，其特征在于：所述的声过滤腔以及样品口垂直缓冲腔设置。

6.采用权利要求1-5任一项所述的光声吸收池搭建的在线测量大气颗粒物多光学参数的装置，其特征在于：还包括激光器、光电探测器、光纤调整架、光陷阱、信号发生器、锁相放大器、计算机、流量控制器、采样泵；所述的采样泵连接光声吸收池的样品口实现光声吸收池内大气颗粒物的抽运采样，采样流量由流量控制器控制；所述的信号发生器输出的方波信号分为三路，一路输入激光器作为调制信号，一路输入光声吸收池上的扬声器作为驱动信号，一路输入锁相放大器作为外部参考信号，所解调信号由计算机采集储存；激光器输出的光经光纤分束器分光，功率占比低的一束光连接光电探测器并传输至计算机作为激光功率信号储存处理，功率占比大的一束光经光纤调整架调整后射入光声吸收池与光声吸收池内的大气颗粒物相互作用，产生的反应大气颗粒物吸收入射光的光声信号被光声吸收池上的麦克风接收，并被连接麦克风的锁相放大器解调后传输给计算机存储处理获得大气颗粒物的吸收系数；同时产生的反应大气颗粒物散射入射光的光电信号被光电倍增管接收并传输给计算机存储处理获得大气颗粒物的散射系数，同时由光声吸收池出射的光由光陷阱收集，经过计算机的进一步处理实现同一空间内大气颗粒物单次散射反照率的在线测量。

7.采用权利要求6所述的装置实现大气颗粒物多光学参数在线测量方法，其特征在于：由安装在光声吸收池上的麦克风以及光电倍增管实时对位于同一光声吸收池内的大气颗粒物与激光相互作用产生的光声信号以及散射信号同时进行采集，采集信号由计算机储存处理分别获得大气颗粒物的吸收系数和散射系数，大气颗粒物的吸收系数和散射系数之和为大气颗粒物的消光系数，散射系数比消光系数得到大气颗粒物的单次散射反照率，实现大气颗粒物多个光学参数的在线测量。