一种消除外界振动对光声池干扰的装置及方法与流程

本发明涉及抗干扰装置领域，具体涉及一种消除外界振动对光声池干扰的装置及方法。

背景技术：

光声效应是指，利用一束强度可调制的单色光照射到密封于光声池中的样品上，样品吸收光能，并以释放热能的方式退激，释放的热能使得样品和周围介质按光的调制频率产生周期性加热，进而导致介质产生周期性的压力波动。这种压力波动可用声敏元件进行检测，例如灵敏的微音器或压电陶瓷传声器进行检测，并通过放大获得光声信号。

光声光谱技术是一种以光声效应作为基础的新型光谱分析检测技术。光声光谱技术不直接测量光谱的本身，而是通过检测物质在吸收辐射后热激发的声波来获取光谱信息。

基于上述光声光谱技术的光声光谱仪适用于低浓度样品的测量。其中，光声池作为光声光谱仪中的核心部件，其既是气体样品的容器，又是声敏元件的承载体。在光声光谱仪的工作运行过程中，外界振动会产生声波，该声波会干扰影响光声池中的检测信号，尤其是与检测信号同频率的声波，对检测结果的影响更甚。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种抗干扰装置，能够应用于光声光谱技术中消除外界振动对光声池检测信号的干扰。

本发明提供了一种消除外界振动对光声池干扰的装置，所述装置包括凹型槽、面板、第一弹性元件、第二弹性元件、第三弹性元件；

所述第一弹性元件的一端固定在所述凹型槽的底板上，且与所述底板垂直，所述第一弹性元件的另一端与所述面板连接，所述面板位于所述凹型槽中，且与所述底板平行；

所述第二弹性元件和所述第三弹性元件均与所述面板平行，所述第二弹性元件和所述第三弹性元件之间相互垂直；

所述第二弹性元件的一端固定连接在所述凹型槽的内壁上，另一端与设置在所述面板上的第一定位衬套连接；

所述第三弹性元件的一端固定连接在所述凹型槽的内壁上，另一端与设置在所述面板上的第二定位衬套连接。

作为本发明可选的实施方式，所述第一弹性元件、第二弹性元件、第三弹性元件均为弹簧。

作为本发明可选的实施方式，所述第一弹性元件、第二弹性元件、第三弹性元件均设置有多个，使得所述面板处于力学平衡状态。

作为本发明可选的实施方案，所述第二弹性元件和所述第三弹性元件位于所述凹型槽的四个边角处。

进一步地，在所述凹型槽的每个边角处均成对设置有所述第二弹性元件和所述第三弹性元件。

作为本发明可选的实施方式，所述第一弹性元件与所述面板之前通过调节螺钉连接。

作为本发明可选的实施方式，所述第二弹性元件与所述第一定位衬套之间通过调节螺钉连接。

作为本发明可选的实施方式，所述第三弹簧装置与所述第二定位衬套之间通过调节螺钉连接。

本发明还提出了一种消除外界振动对光声池干扰的系统，所述系统包括上述的消除外界振动对光声池干扰的装置、光声池、振动信号采集装置，所述光声池和所述振动信号采集装置置于所述面板上。

本发明同时提出了一种利用上述的系统来消除外界振动对光声池干扰的方法，当所述系统受到外界振动干扰时，通过调节所述第一弹性元件、第二弹性元件、第三弹性元件，使得所述系统达到力学平衡的状态，抵消外界振动对所述光声池中检测信号的干扰。

本发明提出的能够消除外界振动对光声池干扰的装置中，通过设置适宜数量和位置的弹性装置，使得抗干扰装置能够保持在力学平衡状态，并在受到外界振动的干扰时，通过调整弹性装置的预紧力来保持抗干扰装置的力学平衡状态，当该装置上放置光声池等物件时，就能够通过调整弹性装置抵消外界振动对光声池声波信号的干扰。

本发明的消除外界振动对光声池干扰的系统能够应用于机柜中的在线监测仪器中，有效提高监测结果的准确度。

附图说明

图1为本发明提供的一种消除外界振动对光声池干扰的装置结构示意图。

图2为图1中c-c截面的剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

本发明首先提出了一种能够消除外界振动对光声池干扰的装置，在本发明中也叫做抗干扰装置。如图1所示，本发明的抗干扰装置包括凹型槽1、面板2、第一弹性元件31、第二弹性元件32、第三弹性元件33。图1为本发明的一种实施方式中所示的抗干扰装置的示意图，图中第一弹性元件31、第二弹性元件32、第三弹性元件33的位置和数量并不具有限定作用，在本发明的不同的实施方式中可根据实际需要进行调整，以使得面板2能够保持力学平衡的状态。

如图2所示，为图1中c-c截面的剖面示意图。结合图2可以看出，本发明中，第一弹性元件31的一端固定连接在凹型槽1的底板上。并且，第一弹性元件31与底板之间相互垂直设置。第一弹性元件31的另一端与面板2连接，并且，面板2位于凹型槽1中，面板2与凹型槽1的底板之间是平行的。

可选的，本发明中第一弹性元件31选用弹簧。在本发明的不同实施方式中，还可根据实际需要，选择不同的弹性元件。

更进一步地，第一弹性元件31选用锥形压缩弹簧，且锥形压缩弹簧的截面较粗的一端与凹型槽1的底板连接。

可选的，第一弹性元件31与面板2之间通过调节螺钉6实现连接。进而，通过调整调节螺钉6的松紧程度，实现第一弹性元件31的压紧或放松。

由图1和图2所示，第二弹性元件32和第三弹性元件33均与面板2平行。并且，第二弹性元件32和第三弹性元件33之间相互垂直。可选的，第二弹性元件32和第三弹性元件33均位于面板2的上方，以便于调整第二弹性元件32和第三弹性元件33的预紧力。

由图2，第二弹性元件32的一端固定连接在凹型槽1的内壁上，另一端与设置在面板2上的第一定位衬套4连接，进而实现第二弹性元件32与面板2之间的连接。其中，第一定位衬套4的位置与凹型槽1的底板之间垂直。

可选的，第二弹性元件32与第一定位衬套4之间通过调节螺钉6进行连接，使得通过调整调节螺钉6的松紧程度，实现第二弹性元件32的拉伸或缩短。

可选的，第二弹性元件32和第一定位衬套4之间还设置有垫片5，通过调节螺钉6依次将第二弹性元件32、垫片5、第一定位衬套4固定在面板2上，实现第二弹性元件32与面板2的连接。垫片5的设置使得第二弹性元件32和第一定位衬套4之间的固定连接更为稳固持久。

进一步地，第三弹性元件33的一端固定连接在凹型槽1的内壁上，另一端与设置在面板2上的第二定位衬套连接。本发明中，第三弹性元件33与面板2之间的连接方式与第二弹性元件32与面板2之间的连接方式相同，在此不再赘述。

可选的，本发明中，第二弹性元件32和第三弹性元件33均选用弹簧。在本发明的不同实施方式中，还可根据实际需要的不同，选择不同种类的弹性元件。

更进一步的，第二弹性元件32和第三弹性元件33均选用拉伸弹簧。

对于本发明提供的抗干扰装置，当用于消除外界振动对光声池的干扰时，需要在面板2上放置光声池等物件，此时，需要设置多个第一弹性元件31、第二弹性元件32和第三弹性元件33，使得面板2处于力学平衡的状态。并且，能够根据面板2上所放置的物件的重量和位置等的不同，对第一弹性元件31、第二弹性元件32和第三弹性元件33的位置、数量、强度进行调整。

可选的，为了首先保持面板2上各小区域内的平衡状态，第一弹性元件31成对设置。

进一步地，将第二弹性元件32和第三弹性元件33设置在凹型槽1的四个边角处。更进一步的，为了较好的保持面板2的平衡状态，在每个凹型槽1的边角处均设置有第二弹性元件32和第三弹性元件33，第二弹性元件32和第三弹性元件33成对设置。

另一方面，本发明还提出了一种消除外界振动对光声池干扰的系统，该系统包括上述的抗干扰装置、光声池、振动信号采集装置，光声池和振动信号采集装置置于抗干扰装置的面板上。

作为本发明系统的一种应用，由于机柜中的振动频率种类和数值是稳定的，将本发明的系统应用于机柜中的在线监测仪器，能够较好的提高监测结果的准确度。

其次，本发明还提出了一种利用上述系统来消除外界振动对光声池干扰的方法，工作过程为：

抗干扰装置中的凹型槽1作为整个抗干扰装置的底座和支撑体，凹型槽1本身在系统中不会产生振动，是系统用于接收外界振动的媒介。

将上述的系统置于振动实验台上，首先振动实验台不振动，即无外界振动时，通过振动信号采集装置获取光声池声波信号。

然后，对振动实验台施加振动，凹型槽1接收外界振动后，通过第一弹性元件31、第二弹性元件32、第三弹性元件33传导到面板2上，进而作用于置于面板2上的光声池上，使得光声池振动，进而就会影响光声池中样品的光声效应，对检测信号造成干扰。

此时，通过调节调节螺钉6的松紧程度，实现第一弹性元件31的压紧或放松，以及第二弹性元件32和第三弹性元件33的拉伸或缩短，使得系统达到力学平衡的状态，从而抵消外界振动对光声池中检测信号的干扰，使检测信号达到无振动状态时的声波信号数值。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。