(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210819123.2 (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 安徽大学 地址 230000 安徽省合肥市经济技 术开发 区九龙路1 11号 (72)发明人 周胜　张磊　 (74)专利代理 机构 合肥正则元起专利代理事务 所(普通合伙) 3416 0 专利代理师 周卫 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/03(2006.01) G01N 21/39(2006.01) G02B 17/00(2006.01) G02B 17/06(2006.01)G02B 26/08(2006.01) (54)发明名称 一种基于可变形镜的气体多通池及控制方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于可变形镜的气体多 通池及控制方法， 属于气体检测技术领域， 具体 包括池体， 所述池体的一端固定连接有凹面反射 镜， 所述池体的另 一端固定连接有可变形镜， 所 述可变形镜内设置有驱动单元； 包括以下步骤： 获取待测气体的种类； 依次测量不同浓度气体样 本对激光的初始吸光度， 以及达到有效吸光度时 的最佳驱动参数； 对初始吸光度与对应最佳驱动 参数进行深度学习训练； 测量待测气体的初始吸 光度， 系统自动获得该初始吸光度对应的最佳 驱 动参数， 在该状态下， 测量待测气体浓度； 本发明 有效增大了气体多通池的浓度测量范围， 提高了 吸收光谱信噪比， 实现基于单一气体池的宽量 程、 高灵敏的气体 检测。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115144334 A 2022.10.04 CN 115144334 A 1.一种基于可变形镜的气体多通池， 其特征在于， 包括池体(1)， 所述池体(1)的一端固 定连接有凹面反射镜(2)， 所述池体(1)的另 一端固定连接有可变形镜(5)， 所述可变形镜 (5)内设置有驱动单 元， 所述驱动单 元用于调节所述可变形镜(5)的曲率半径。 2.根据权利要求1所述的一种基于可变形镜的气体多通池， 其特征在于， 所述凹面反射 镜(2)内开设有入射孔(6)， 所述入射孔(6)远离所述可变形镜(5)的一端设置有平面透镜 (3)， 所述池体(1)一侧开设有气口(4)。 3.根据权利要求2所述的一种基于可变形镜的气体多通池， 其特征在于， 所述气口(4) 用于将气体通入 所述池体(1)， 所述平 面透镜(3)用于将激光通入所述池体(1)内， 调节所述 可变形镜(5)的曲率半径能够改变激光在所述凹面反射镜(2)和所述可变形镜(5)之间的反 射次数。 4.根据权利要求1所述的一种基于可变形镜的气体多通池， 其特征在于， 所述驱动单元 包括若干个独立的驱动子单元， 所述驱动子单元阵列 布置， 所述可变形镜(5)为柔性材质且 分为若干个子区域， 所述驱动子单元与所述子区域一一对应， 每个所述驱动子单元分别用 于控制对应的所述子区域靠近或远离所述凹面反射镜(2)， 所述驱动子单元通过互相配合 调节所述可变形镜(5)的曲率半径。 5.一种基于可变形镜的气体多通池的控制方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取需要测量浓度的待测气体的种类， 并制作若干组与待测气体种类相同的气体样 本， 所述气体样本的气体浓度由低到高等差排列； 将气体样本分别经气口(4)通入池体(1)中， 并经平面透镜(3)通入激光， 分别测量不同 浓度气体样本对激光的初始吸光度， 若存在气体样本的初始吸光度与有效吸光度不同， 有 效吸光度为预设阈值， 则控制驱动单元调节可变形镜(5)曲率半径， 通过改变激光反射次数 调整气体样本的吸收程长， 使气体样本吸光度等于有效吸光度； 若气体样本的初始吸光度 等于有效吸光度， 则驱动单 元保持当前驱动参数； 建立数据库， 所述数据库用于记录不同浓度气体样本的初始吸光度； 以及记录气体样 本达到有效吸光度时的驱动参数并定义为最佳驱动参数； 对初始吸光度与最佳驱动参数进 行深度学习训练， 建立所述初始吸光度与所述 最佳驱动参数之间的对应模型； 将待测气体经气口(4)通入池体(1)中， 测量待测气体对激光的初始吸光度， 根据所述 对应模型提取该初始吸光度对应的最佳驱动参数， 控制驱动单元调节可变形镜(5)的曲率 半径， 获得最佳吸 收程长， 测量待测气体吸光度并计算浓度。 6.根据权利要求5所述的一种基于可变形镜的气体多通池的控制方法， 其特征在于， 所 述驱动单元包括若干个独立的驱动子单元， 所述驱动参数为所有驱动子单元的电压信号的 集合。 7.根据权利要求5所述的一种基于可变形镜的气体多通池的控制方法， 其特征在于， 调 节气体样本的吸光度的具体过程 为： 当所述气体样本的初始吸光度大于有效吸光度时， 调节可变形镜(5)的曲率半径， 降低 激光在凹面反射镜(2)与可变形镜(5)之间的反射次数， 缩短激光在 池体(1)内的吸收程长， 使气体样本对激光的吸光度下降至有效吸光度； 当所述气体样本的初始吸光度小于有效吸光度时， 调节可变形镜(5)的曲率半径， 增加 激光在凹面反射镜(2)与可变形镜(5)之间的反射次数， 延长激光在 池体(1)内的吸收程长，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115144334 A 2使气体样本对激光的吸光度上升 至有效吸光度。 8.根据权利要求5所述的一种基于可变形镜的气体多通池的控制方法， 其特征在于， 仅 将激光经平面透镜(3)通入池体(1)中， 控制驱动单元将可变形镜(5)的曲率半径由最小设 定值逐渐增加， 直至可变形镜(5)变为平面， 实时获取激光池体(1)内的吸收程长， 生 成曲率 半径与吸 收程长的变化曲线， 并对变化曲线 进行拟合处 理。 9.根据权利要求5所述的一种基于可变形镜的气体多通池的控制方法， 其特征在于， 所 述可变形镜(5)的初始曲率半径为R， R为预设值， 每次将气体通入池体(1)时均将所述可变 形镜(5)的曲率半径恢复为R。 10.根据权利要求5所述的一种基于可变形镜的气体多通池的控制方法， 其特征在于， 多通池的入射激光频率调谐范围覆盖待测气 体一个完整的吸收峰， 且入射激激光宽不影响 吸收谱线线宽测量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115144334 A 3