一種用于混合氣體檢測的非共振式光聲池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于光聲光譜技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于混合氣體檢測的非共振式光聲池。
【背景技術(shù)】
[0002]光聲光譜技術(shù)是近些年發(fā)展起來的一種無損探測技術(shù)，其原理為:當(dāng)物質(zhì)吸收光受到激發(fā)后，可通過輻射躍迀或無輻射躍迀返回初始狀態(tài)。因為吸收光強呈周期性變化，容器內(nèi)壓力升高和降低也呈周期性變化。當(dāng)試樣是氣體或液體時，其本身就是壓力介質(zhì)。由于調(diào)制光的頻率一般位于聲頻范圍內(nèi)，所以這種壓力的升高和降低就成為聲波，從而能被聲敏元件所感知。聲敏元件感知的聲波信號經(jīng)同步放大得到電信號。若將光聲信號作為入射光頻率的函數(shù)記錄下來，就可獲得光聲光譜圖，這里使用到的容器就是光聲池。其中非共振式光聲池是一種密封式的容器，可以實現(xiàn)多種氣體的檢測，而且對聲波的損失較小。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本申請?zhí)峁┑氖且环N用于混合氣體檢測的非共振式光聲池，其中通過對其關(guān)鍵組件如氣體容器、微音器等的具體結(jié)構(gòu)及其設(shè)置方式進(jìn)行研究和設(shè)計，相應(yīng)能夠在更為緊湊的結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)多種氣體的檢測以及聲波損失較小，同時具備避免外界環(huán)境對微音器進(jìn)行干擾等優(yōu)點，因而尤其適用于光聲池的應(yīng)用場合。一種用于混合氣體檢測的非共振式光聲池，其特征在于:所述光聲池包括紅外光源、濾光輪、氣體容器、設(shè)置在氣體容器內(nèi)的微音器、設(shè)置在所述氣體容器上的用于光通過的光窗壓蓋，設(shè)置在氣體容器側(cè)面并與之相結(jié)合的微音器壓蓋，設(shè)置在所述光窗壓蓋上的濾光片；
[0004]所述氣體容器設(shè)置有進(jìn)氣管和出氣管，所述氣體容器的豎直軸線與所述光窗壓蓋的軸線相互重合，所述微音器的軸線與微音器壓蓋的軸線相互重合，所述微音器的軸線與氣體容器的豎直軸線相互垂直，所述進(jìn)氣管和出氣管的軸線與所述微音器的軸線在同一水平面上，所述濾光輪的透光孔軸線與氣體容器的軸線相互重合，所述濾光輪的透光孔軸線與紅外光源軸線相互重合，所述紅外光源設(shè)置在所述濾光輪上，所述濾光輪設(shè)置在所述光窗壓蓋上。
[0005]優(yōu)選地，所述氣體容器的內(nèi)部空腔長度為15_，直徑為12mm，所述氣體容器材料選用黃銅；
[0006]優(yōu)選地，所述微音器密封在所述氣體容器和所述微音器壓蓋構(gòu)成的密閉空間內(nèi)；
[0007]優(yōu)選地，所述進(jìn)氣管和所述出氣管采用長度為32mm，內(nèi)徑為0.5mm的銅管。
[0008]總體而言，按照本實用新型的上述技術(shù)構(gòu)思與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點:
[0009]1、本實用新型在現(xiàn)有技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)，通過合理布局氣體容器結(jié)構(gòu)和減小氣體容器容積來提高產(chǎn)生振動聲波的強度，進(jìn)而實現(xiàn)測量精度的提高。首先將氣體容器形狀進(jìn)行改變，實現(xiàn)圓柱狀的氣體容器，圓柱軸線與光源軸線相互重合，從而實現(xiàn)光信號與被測氣體充分作用，在相同輸入功率前提下，提高氣體容器內(nèi)聲波激發(fā)的強度。
[0010]2、微音器設(shè)置的位置為氣體容器的側(cè)壁，與氣體容器的軸線垂直，處于光聲池內(nèi)產(chǎn)生振動波動的最強點。微音器壓蓋將微音器完全密封在一個密閉的空間內(nèi)，避免外界環(huán)境對微音器進(jìn)行干擾。
[0011]3、由于氣體容器內(nèi)聲波是通過壓力變化而產(chǎn)生的，進(jìn)氣管和出氣管內(nèi)徑小可以將壓力變化有效的封閉在氣體容器內(nèi)部，避免氣流擾動，以提高整個氣路的穩(wěn)定性。黃銅良好的導(dǎo)熱性能夠在每次氣體受熱壓力增強后及時將熱量傳導(dǎo)出來，以形成持續(xù)穩(wěn)定的聲波信號。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型一個【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖2是本實用新型一個【具體實施方式】中氣體容器的結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖3是本實用新型一個【具體實施方式】中微音器壓蓋的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖4是本實用新型一個具體實施方案中光聲池中的壓力變化分布圖。
[0016]在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:1、氣體容器；
2、光窗壓蓋;3、微音器;4、進(jìn)氣管;5、出氣管;6、微音器壓蓋;7、濾光輪;8、紅外光源。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0018]本實用新型中使用到的標(biāo)準(zhǔn)零件均可以從市場上購買，異形件根據(jù)說明書和附圖的記載均可以進(jìn)行訂制，各個零件的具體連接方式均采用現(xiàn)有技術(shù)中成熟的螺栓、焊接、粘貼等常規(guī)手段，在此不再詳述。
[0019]參照圖1-4，本實用新型的【具體實施方式】包括濾光輪7和設(shè)置在濾光輪7上的紅外光源8，氣體容器I和設(shè)置在氣體容器I上的光窗壓蓋2、設(shè)置在氣體容器I側(cè)面的與氣體容器I相結(jié)合的微音器壓蓋6，氣體容器I內(nèi)設(shè)置有微音器3、進(jìn)氣管4和出氣管5，濾光輪7的透光孔與紅外光源8對齊，紅外光源8設(shè)置在濾光輪7上，濾光輪7設(shè)置在光窗壓蓋2上，微音器3的軸線和氣體容器I的軸線相互垂直，進(jìn)氣口4、出氣口5的軸線與微音器3的軸線在同一個平面上，微音器3與支撐微音器3的氣體容器I的底面完全契合，即氣體容器I的支撐面完全接納微音器3的底面，氣體容器I的底面為倒圓角結(jié)構(gòu)。
[0020]本實施例的氣體容器I內(nèi)部空腔長度為15mm，直徑為12mm，容積為1.53mL，材質(zhì)為黃銅，通過優(yōu)選氣體容器I的形狀參數(shù)和使用黃銅為材料，可以將光聲池內(nèi)的聲波信號完整的采集到，測量的精度高。
[0021 ]本實施例的進(jìn)氣管4和出氣管5采用長度為32mm，內(nèi)徑為0.5mm的銅管，充分小的內(nèi)徑可最小化管路對光聲池內(nèi)聲波信號的擾動。
[0022]本實例的微音器3完全密封在氣體容器和微音器壓蓋6構(gòu)建的密閉空間內(nèi)，可抵抗外界環(huán)境對微音器3的干擾。
[0023]進(jìn)一步的，濾光輪7上設(shè)置有6種能夠透過特定波長光的濾鏡，當(dāng)測量混合氣體濃度時，將對應(yīng)的波長的光透過濾鏡照射到氣體容器I中，就能夠分別測量6種特定氣體的濃度。
[0024]本實施例，在微音器位置的選擇過程中，通過調(diào)整微音器的位置，然后通過計算機建模分析得出氣體容器I內(nèi)混合氣體收到紅外光源8照射后產(chǎn)生聲波的波動分布圖，得出光聲池內(nèi)聲波最強區(qū)域，即微音器的最佳位置。
[0025]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點。
[0026]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于混合氣體檢測的非共振式光聲池，其特征在于，所述光聲池包括紅外光源(8)、濾光輪(7)、氣體容器(I)、設(shè)置在氣體容器(I)內(nèi)的微音器(3)、設(shè)置在所述氣體容器(I)上的用于光通過的光窗壓蓋(2)，設(shè)置在氣體容器側(cè)面并與之相結(jié)合的微音器壓蓋(6)，設(shè)置在所述光窗壓蓋(2)上的濾光片； 所述氣體容器設(shè)置有進(jìn)氣管和出氣管，所述氣體容器的豎直軸線與所述光窗壓蓋的軸線相互重合，所述微音器的軸線與微音器壓蓋的軸線相互重合，所述微音器的軸線與氣體容器的豎直軸線相互垂直，所述進(jìn)氣管和出氣管的軸線與所述微音器的軸線在同一水平面上，所述濾光輪的透光孔軸線與氣體容器的軸線相互重合，所述濾光輪的透光孔軸線與紅外光源軸線相互重合，所述紅外光源設(shè)置在所述濾光輪上，所述濾光輪設(shè)置在所述光窗壓蓋上。2.如權(quán)利要求1所述的光聲池，其特征在于，所述氣體容器的內(nèi)部空腔長度為15mm，直徑為12_，所述氣體容器材料選用黃銅。3.如權(quán)利要求1所述的光聲池，其特征在于，所述微音器密封在所述氣體容器和所述微音器壓蓋構(gòu)成的密閉空間內(nèi)。4.如權(quán)利要求1所述的光聲池，其特征在于，所述進(jìn)氣管和所述出氣管采用長度為32mm,內(nèi)徑為0.5mm的銅管。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于混合氣體檢測的非共振式光聲池，包括氣體容器和設(shè)置在氣體容器上的微音器，氣體容器上設(shè)置有用于光通過的光窗壓蓋，微音器上設(shè)置有微音器壓蓋，光窗壓蓋上設(shè)置有濾光片，氣體容器設(shè)置有進(jìn)氣管和出氣管，氣體容器的軸線與光窗壓蓋的軸線相互重合，微音器的軸線與微音器壓蓋的軸線相互重合，微音器的軸線與氣體容器的軸線相互垂直，進(jìn)氣管和出氣管的軸線與微音器的軸線在同一平面上，濾光輪的透光孔軸線與氣體容器的軸線相互重合，濾光輪的透光孔軸線與紅外光源軸線相互重合。本實用新型能夠改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，同時檢測混合氣體中多種氣體的濃度。
【IPC分類】G01N21/01
【公開號】CN205333497
【申請?zhí)枴緾N201521087105
【發(fā)明人】朱旭, 鄒迪帆
【申請人】湖北索瑞電氣有限公司
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年12月24日