一种基于光声光谱的气体检测装置的制作方法

本技术涉及气体检测，尤其涉及一种基于光声光谱的气体检测装置。

背景技术：

1、光声光谱是基于光声效应的一种光谱分析技术。从1880年贝尔发现固体光声效应以来，至今已有一百多年的历史。近年来，半导体激光器工艺发展成熟，基于光声光谱分析技术检测气体成为研究热业。它具有高检测灵敏度，快时间响应，可连续实时监测，小体积，可实现多组分气体检测等优点，被广泛应用于石化分析、空气污染检测、煤矿瓦斯浓度监测、变压器油中溶解气体分析、医学呼出气体诊断等领域。光声光谱是通过声学检测来测量吸收光对物质的影响，其工作原理为：将待测气体溶解在背景气体(例如空气，氮气或惰性气体)；气体在光声池中流动；当待测气体的波长对应于待测气体的一个吸收峰时，在光声池内传播的激光光束会立即激发背景气体；从该吸收中反复产生的热量会在光声池中产生压力波动；压力波动被光声池内的麦克风检测；根据激光的波长和记录的声强识别待测气体并测量其浓度。

2、现有的基于光声光谱的气体检测装置没有设置光路校准部件，无法对因移动产生的内部震动所引发的光路偏移进行校准，而光路的偏移会对检测结果产生影响。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种基于光声光谱的气体检测装置，用于解决现有技术中基于光声光谱的气体检测装置无法对因移动产生的内部震动所引发的光路偏移进行校准的技术问题。

2、本实用新型提供的一种基于光声光谱的气体检测装置，包括：

3、激光发射组件、第一光声池、声信号检测组件、信号放大组件、相位检测组件和可见光发射组件；

4、该激光发射组件的输出端对准该第一光声池的入射端；

5、该声信号检测组件容置于该第一光声池中，且其输出端与该信号放大组件的输入端连接；

6、该信号放大组件的输出端与该相位检测组件的输入端连接；

7、该相位检测组件的输出端与该激光发射组件连接；

8、该可见光发射组件用于向该第一光声池的出射端发射可见光。

9、在第一种可能实现的装置中，该激光发射组件包括激光器和函数信号发生器；

10、该函数信号发生器的输出端与该激光器的输入端连接；

11、该激光器的输出端对准该第一光声池的入射端。

12、在第二种可能实现的装置中，还包括：准直器；

13、该准直器的一端对准该激光发射组件的输出端，另一端对准该第一光声池的入射端。

14、在第三种可能实现的装置中，还包括：第二光声池和光电探测组件；

15、该第二光声池用于容纳背景气体；

16、该第二光声池的入射端对准该第一光声池的出射端，该第二光声池的出射端对准该光电探测组件的输入端；

17、该第一光声池对准该光电探测组件的输入端。

18、结合第三种可能实现的装置，在第四种可能实现的装置中，还包括：波形显示组件；

19、该波形显示组件的输入端与该光电探测组件的输出端连接；

20、该波形显示组件与该相位检测组件信号连接。

21、结合第三种可能实现的装置，在第五种可能实现的装置中，该可见光发射组件包括可见光光源和分束镜；

22、该分束镜的第一出射方向与该第二光声池的入射端对应，第二出射方向与该第一光声池的出射端对应，入射方向与该可见光光源的输出端对应。

23、结合第三种可能实现的装置，在第六种可能实现的装置中，该可见光发射组件包括可见光光源、分束镜和反射镜；

24、该分束镜的第一出射方向与该第二光声池的入射端对应，第二出射方向与该第一光声池的出射端对应，入射方向与该反射镜的反射位对应；

25、该可见光光源的输出端与该反射位对应。

26、结合第六种可能实现的装置，在第七种可能实现的装置中，该反射镜为凹面反射镜。

27、结合第三至第四种中任一种可能实现的装置，在第八种可能实现的装置中，该光电探测组件为光电探测器；

28、该波形显示组件为示波器。

29、结合上述任一种可能实现的装置，在第九种可能实现的装置中，该声信号检测组件为电容式微音器；

30、该信号放大组件为前置放大器；

31、该相位检测组件为锁相放大器。

32、从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

33、本实用新型提供的基于光声光谱的气体检测装置设置有激光发射组件、第一光声池、声信号检测组件、信号放大组件、相位检测组件和可见光发射组件；激光发射组件的输出端对准第一光声池的入射端；声信号检测组件容置于第一光声池中，且其输出端与信号放大组件的输入端连接；信号放大组件的输出端与相位检测组件的输入端连接；相位检测组件的输出端与激光发射组件连接；可见光发射组件用于向第一光声池的出射端发射可见光。通过设置可见光发射组件向第一光声池的出射端发射可见光，可见光透过第一光声池后向激光发射组件传播，形成与标准的检测光路重合的校准光路，根据校准光路调整激光发射组件和第一光声池的位置，即可实现检测光路的校准。

技术特征：

1.一种基于光声光谱的气体检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于光声光谱的气体检测装置，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种基于光声光谱的气体检测装置，其特征在于，还包括：准直器；

4.根据权利要求1所述的一种基于光声光谱的气体检测装置，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的一种基于光声光谱的气体检测装置，其特征在于，还包括：波形显示组件；

6.根据权利要求4所述的一种基于光声光谱的气体检测装置，其特征在于：

7.根据权利要求4所述的一种基于光声光谱的气体检测装置，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的基于光声光谱的气体检测装置，其特征在于：

9.根据权利要求5所述的一种基于光声光谱的气体检测装置，其特征在于：

10.根据权利要求1至8任一项所述的一种基于光声光谱的气体检测装置，其特征在于：

技术总结
本技术涉及气体检测技术领域，尤其涉及一种基于光声光谱的气体检测装置，设置有激光发射组件、第一光声池、声信号检测组件、信号放大组件、相位检测组件和可见光发射组件；激光发射组件的输出端对准第一光声池的入射端；声信号检测组件容置于第一光声池中，且其输出端与信号放大组件的输入端连接；信号放大组件的输出端与相位检测组件的输入端连接；相位检测组件的输出端与激光发射组件连接；可见光发射组件用于向第一光声池的出射端发射可见光。可见光发射组件向第一光声池的出射端发射可见光，可见光透过第一光声池后向激光发射组件传播，形成校准光路，根据校准光路调整激光发射组件和第一光声池的位置，实现检测光路的校准。

技术研发人员：王邸博,廖建平,卓然,刘志峰,高帆,成传晖
受保护的技术使用者：南方电网科学研究院有限责任公司
技术研发日：20220901
技术公布日：2024/1/11