双气体石英增强光声传感器

无透镜免对准

将两只带间级联激光器直接耦合到光声检测单元，免去所有外部光学元件，以极简结构实现双气体同步高灵敏检测。

齐宏 · 马欲飞

ACS Sensors 2025

参数信息

CO 检测限

180 ppb

N₂O 检测限

710 ppb

第一只音叉共振频率

30.72 kHz

第二只音叉共振频率

32.768 kHz

激光器波长

4.59 μm

技术优势

免光路免对准

两只激光器直接集成在光声检测单元上，不使用任何额外光学元件，因此无需调节光路，装好即可测量。

两气体同时测

系统中使用两个音叉，共振频率分别为 30.72 kHz 和 32.768 kHz，频率错开使声学干扰最小，从而能够同时检测两种气体而不互相影响。

灵敏度达到亚 ppm

对于 CO 和 N₂O，传感器分别达到了 180 ppb 和 710 ppb 的检测限，对应的最佳积分时间分别为 500 s 和 700 s。

应用场景

• 环境气体监测：同机检测 CO 与 N₂O，省去光路维护，适合长期无人值守站。
• 工业过程控制：无光学元件的结构抗振动、免维护，便于嵌入产线在线监测。
• 医疗呼气诊断：亚 ppm 灵敏度可测呼吸中的痕量 CO 与 N₂O，且样品需求量小。
• 便携式气体分析仪：极简结构省去透镜和反射镜，体积小、功耗低，便于手持化。
• 物联网空气质量节点：双气体同步测量且免维护，适合作为分布式空气质量网络的传感节点。