圆柱形光声池结构及环境因素对声学本征频率的影响

发布时间：2021-04-17 01:35

　　以典型的圆柱形光声池为研究对象,建立光声池声学仿真有限元模型,并在此基础上,研究了光声池中谐振腔、缓冲腔、进出气孔结构参数以及温度、湿度因素对其声学本征频率的影响规律.研究结果表明:圆柱形光声池的进、出口孔对其声学本征频率影响极不敏感,设计计算中可以忽略不计,谐振腔的长度影响最为敏感,其次为谐振腔的直径.此外缓冲腔的长度与直径对其亦有一定影响,因而在准确计算时需要加以考虑.温度与湿度对光声池声学本征频率的影响均呈现正线性增长规律,温度的影响随着谐振腔长度的增大而减小,湿度的影响随着温度的升高而增大,仅计算光声池的声学本征频率时,湿度的影响在室温环境下且湿度变动较小的条件下可以忽略. 

【文章来源】：光子学报. 2020,49(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

圆柱形光声池结构组成

相对湿度因素影响

建立的光声光谱气体检测实验系统示意图如图2所示．实验中以浓度为508μL/L的CH4∶N2混合气为样品气体，采用波长调制（Wavelength Modulation Spectroscopy,WMS）与二次谐波检测技术．所选CH4目标探测谱线为6 046.95cm-1，选择连续波分布反馈（Distributed Feedback,DFB)(NEL,1 653nm）作为激励光源，最大输出功率近10mW，通过激光控制器控制激光器（THORLABS,CLD1015）的注入温度和电流，进而改变激光器的输出波长，通过函数发生器（RIGOL,DG1032）对激光波长进行扫描与频率调制，采用高灵敏声学传感器（北京声望，MP201）感知声压信号，通过锁相放大器（Stanford Research System,SR830）进行二次谐波的解调，后期利用采集卡（NI,USB-6210）与自行编制的软件程序对信号数据进行采集与处理．实验前将波长调制深度与锁相积分时间等参数调整到最优化值，后期参数均保持不变，实验过程中不断调节激光的调制频率f，精确度为1Hz，当采集的二次谐波幅值达到最大时即认定2f为光声池的一阶纵向声学本征频率．2 仿真验证与因素分析

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]光声光谱技术测量大气气溶胶吸收特性研究[D]. 刘强.中国科学技术大学 2014



本文编号：3142556