(19)中华 人民共和国 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 202210097762.2 (22)申请日 2022.01.27 (71)申请人 河北卫讯电力自动化设备有限公司 地址 053200 河北省衡水市冀州区迎宾南 大街1126号 (72)发明人 张彦兵　赵志伟　安国庆　杜振斌　 熊海军　张彦华　 (74)专利代理 机构 北京圣州专利代理事务所 (普通合伙) 11818 代理人 黄青青 (51)Int.Cl. G01N 21/17(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种增强型光声光谱多组分气体传感器装 置 (57)摘要 本发明公开了一种增强型光声光谱多组分 气体传感器装置， 包括光声池、 脉冲激光器、 探测 器、 放大器、 解调器、 示波器、 计算机， 光声池通过 光纤线路与脉冲激光器连通， 光纤线路上设置有 分光器和能量计， 光声池为圆柱形， 光声池包括 第一缓冲腔和第二缓冲 腔， 第一缓冲室与第二缓 冲室之间设置有谐振腔， 谐振腔的两端为直径逐 渐增大的杯型， 谐振腔的中部设置有微音器， 谐 振腔的入口处设置有声光过滤器。 本发明采用上 述结构的一种增强型光声光谱多组分气体传感 器装置， 通过放大系数更高的光声池结构， 对多 种气体组分进行定性定量分析。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114414493 A 2022.04.29 CN 114414493 A 1.一种增强型光声光谱多组分气体传感器装置， 其特征在于： 包括光声池、 脉冲激光 器、 探测器、 放大器、 解调器、 示波器、 计算机， 所述光声池通过光纤线路与所述脉冲激光器 连通， 所述光纤线路上设置有分光器和能量计， 所述光声池为圆柱形， 所述光声池包括第一 缓冲腔和第二缓冲腔， 所述第一缓冲室与所述第二缓冲室之间设置有谐振腔， 所述谐振腔 的两端为直径逐渐增大 的杯型， 所述谐振腔的中部设置有微音器， 所述谐振腔的入口处设 置有声光过滤器， 所述第一缓冲腔的侧 面设置有入射窗， 所述第二缓冲腔的侧 面设置有出 射窗， 所述第一缓冲腔的顶端设置有进气口， 所述第一缓冲腔的内壁上还设置有压力传感 器， 所述第二缓冲腔的顶端设置有出气口， 所述第二缓冲腔的内壁上还设置有温度传感器。 2.根据权利要求1所述的一种增强型光声光谱多组分气体传感器装置， 其特征在于： 所 述入射窗和所述出射窗均为透红外窗片， 所述透红外窗片呈布鲁斯特角设置 。 3.根据权利要求1所述的一种增强型光声光谱多组分气体传感器装置， 其特征在于： 所 述探测器设置于所述光声池的一侧并朝向所述出射窗， 所述探测器与所述示波器相连接， 所述微音器、 所述解调器、 所述示波器依次相连接， 所述示波器、 所述脉冲激光器、 所述温度 传感器和所述压力传感器均 与电脑相连接 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114414493 A 2一种增强型光声光谱多组分气体传感器装 置 技术领域 [0001]本发明涉及 光声光谱痕量技术领域， 尤其是涉及 一种增强型光声光谱多组分气体 传感器装置 。 背景技术 [0002]光声光谱技术是一种基于气体对不同波长的红外光具有选择性吸收原理的气体 检测技术。 该技术主要利用气 体吸收光后产生热膨胀， 进而通过周期性调制输入光， 使得气 体膨胀呈现周期性从而引发声波， 使用微音器检测声波实现气 体传感。 然而， 因为光声效应 十分微弱， 检测光声信号难度大， 光声光谱技术应用成本高限制了光声光谱技术的应用。 共 振型结构的光声气室能够通过让光声信号形成驻波产生共振， 从而放大光声信号， 目前应 用较多为圆柱形结构， 其具有一阶纵向共振效应， 结构简单， 加工制 造成本低。 然而圆柱形 光声气室对声信号放大仍然具有一定的上限， 因此需要一种进一步对声信号放大的光声光 谱气体检测结构， 并且也急需一种能够对多种气体 检测的高效的光声光谱检测装置 。 发明内容 [0003]本发明的目的是提供一种增强型光声光谱多组分气体传感器装置， 通过放大系数 更高的光声池结构， 对多种气体组分进行定性定量分析。 [0004]为实现上述目的， 本发明提供了一种增强型光声光谱多组分气体传感器装置， 包 括光声池、 脉冲激光器、 探测器、 放大器、 解调器、 示波器、 计算机， 所述光声池通过光纤线路 与所述脉冲激光器连通， 所述光纤线路上设置有分光器和能量计， 所述光声池为圆柱形， 所 述光声池包括第一缓冲腔和第二缓冲腔， 所述第一缓冲室与所述第二缓冲室之 间设置有谐 振腔， 所述谐振腔的两端为直径逐渐增大的杯型， 所述谐振腔的中部 设置有微音器， 所述谐 振腔的入口处设置有声光过滤器， 所述第一缓冲腔的侧 面设置有入射窗， 所述第二缓冲腔 的侧面设置有出射窗， 所述第一缓冲腔的顶端设置有进气口， 所述第一缓冲腔的内壁上还 设置有压力传感器， 所述第二缓冲腔的顶端设置有出气口， 所述第二缓冲腔的内壁上还设 置有温度传感器。 [0005]优选的， 所述入射窗和所述出射窗均为透红外窗片， 所述透红外窗片呈布鲁斯特 角设置。 [0006]优选的， 所述探测器设置于所述光声池的一侧并朝向所述出射窗， 所述探测器与 所述示波器相连接， 所述微音器、 所述解调器、 所述示波器依次相连接， 所述示波器、 所述脉 冲激光器、 所述温度传感器和所述压力传感器均 与电脑相连接 。 [0007]因此， 本发明采用上述结构的一种增强型光声光谱多组分气体传感器装置， 通过 脉冲激光器发射一定频率的脉冲激光， 向光声池内充入待测气 体并使之在谐振腔内缓慢流 动， 谐振腔采用两端直径逐渐增大的杯型结构， 增强谐振性能， 通过温度传感器和压力 传感 器对缓冲腔内的环境条件进行监测， 完成多种气体组分的定量定性分析。 [0008]下面通过附图和实施例， 对本发明的技 术方案做进一 步的详细描述。说　明　书 1/3 页 3 CN 114414493 A 3