[发明专利]具有自适应操作频率的光声传感器

说明书

技术领域

实施例涉及一种光声传感器。更特别地，实施例涉及一种具有自适应操作频率的光声传感器。

有关申请

本申请要求了序号为61/479,221(名称为具有自适应操作频率的光声传感器，2011年4月26日提交的)美国临时申请的优先权，该申请通过引用被合并在这里。

背景技术

在很多场所中发现了潜在的危险的空气。这些危险空气由于有毒气体、易燃气体混合物或氧气的过量或不足的出现而存在。

已经开发了很多类型的气体检测仪器来提供空气中包含潜在危险成分的警告，或者发起补救措施。这些气体检测仪器的例子包括检测煤矿中的易燃气体、检测油田和水处理厂中的硫化氢，检测从炼钢厂到卧室范围的一些地方的一氧化碳，以及检测例如下水道的受限制的空间中的氧气。

在很多应用中，有毒气体检测器的可靠性十分重要，尤其当这些仪器被用于保证人员的安全时。通常通过响应测试气体来定期检查仪器来获得可靠性，然而，校准测试气体通常被提供在巨大的、体积大的和昂贵的气瓶中。

一些现有的气体检测仪器包括一个或多个气体传感器，这些传感器的功能是提供响应于气体浓度而变化的电信号。来自很多类型传感器的输出随时间而变化，并且传感器不能在没有警告的情况下操作。

大部分气体传感器提供了相对输出信号，使得该输出信号不是气体浓度的绝对度量，而仅仅与气体浓度成比例。在此情况下，在使用之前，气体传感器必须用已知的测试气体来校准。

校准也可作为确保传感器正在工作的功能检查而被需要。在很多应用中，校准气体传感器时常是耗时、昂贵以及麻烦的。

一些常规的传感器可能遭受无法预测的基线漂移或量程漂移。如果传感器不足够敏感或不足够快速，则可能发生不可接受的未检测到的有毒分析物事件或高的误警报率(FAR)。

当样气暴露于一定频率的辐射能量时，可基于样气分子要达到更高的分子振动和旋转的相对级别的趋势，来使用光声传感器检测样气。这些更高的分子振动和旋转的相对级别引起样气达到更高的温度和压力。

当对辐射能量的振幅进行调制时，可用于吸收的能量中的所得到的波动产生对应的温度和压力波动。可使用敏感检测器来产生表示样气的压力波动的电输出信号。

可分析这些对应的电输出信号以评估样气的性质或属性。然而，常规的光声传感器具有对环境声学噪声源的敏感性，尤其当环境声学噪声源在传感器操作频率下存在时。

现有的光声传感器的缺点之一在于，因为每一个环境都具有独特的噪声内容，所以大多数现有的光声传感器通常不能容易地通过过滤来将声学噪声从期望的相关光声信号中分离。因此，存在对一种光声传感器的需求，当分析电输出信号来评估样气的性质或属性时，该光声传感器将声学噪声干扰最小化。

附图说明

在附图的图中以示例的方式、而不是以限制的方式说明了一些实施例，其中：

图1是根据一个示例实施例的说明了光声传感器的示图，其中该光声传感器正收集气室内的压力波动，以用该气室对样气确定由周围环境内噪声所产生的压力波动的谱内容。

图2示出了图1中的光声传感器，其中该光声传感器正收集气室内的压力波动，以用气室确定被辐射的气体的压力波动的谱内容。

图3是说明了识别样气中存在的物质方法的流程图。

具体实施方式

以下的详细描述包括参考形成该详细描述的一部分的附图。附图以说明的方式示出了特定实施例，在该特定实施例中本发明可以被实践。这些实施例，在这里也被称作“示例”，被足够详细地描述以使本领域技术人员能够实践本发明。在不背离本发明的范围的情况下，可以组合这些实施例，可以利用其它实施例，或者作出结构和逻辑的改变。因此，以下详细说明并不在限制性的意义上做出，并且本发明的范围由所附的权利要求以及它们的等同物所限定。

在本文件中，除非另外指示，使用术语“一(a或an)”来包括一个或一个以上，以及使用术语“或者”来指的是非排他性的“或者”。此外，应当理解，在这里所采用的并且没有另外定义的措词或术语仅是出于说明而非限制的目的。

进一步地，本文件中所参考的所有出版物、专利和专利文件，都将它们的整体通过引用而在此合并，就像通过引用一个一个单独地合并一样。如果出现了本文件和通过引用如此合并的那些文件之间的不一致的使用，合并的引用中的使用应当被认为是对本文件的使用的补充；对于不能协调的不一致内容，以本文件中的使用为支配。