[发明专利]一种采用轴向多层滤光片盘结构的光声光谱检测装置

权利要求书

1.一种采用轴向多层滤光片盘结构的光声光谱检测装置，其特征在于：所述的检测装置包括光源安装支架(1)、光源(2)、机械斩光器(3)、斩光器控制器(4)、多层滤光片盘(5)、滤光片盘驱动器(6)、光声池(7)、出光口抛物面反光镜(8)、高灵敏度传声器(9)、锁相放大器(12)、嵌入式主机(14)、循环气泵(17)、过滤装置(18)，以及电磁阀(21、22)；所述机械斩光器(3)放置在光源(2)的出口端，多层滤光片盘(5)放置在机械斩光器(3)后且两者共轴；光声池(7)位于多层滤光片盘(5)之后，且工作时光声腔的中心线与滤光片的中心线重合；所述的光源(2)安装在光源安装支架(1)上；所述光声池(7)的光声腔(70)包括进气口、出气口、入光口、出光口，以及传声器安装口；光声腔(70)的轴向两端开有圆形通孔，分别为入光口和出光口；所述入光口安装有玻璃窗；光声腔(70)的出光口端安装有出光口抛物面反光镜(8)；垂直于光声腔轴向的光声池侧壁上开有进气口和出气口；所述进气口和出气口位于光声腔(70)的同一侧，且沿光声腔轴线方向分布；所述进气口在入光口一侧，所述出气口在出光口一侧；在光声池侧壁对应光声腔的位置处开有传声器安装口，高灵敏度传声器(9)安装在所述传声器安装口上；所述光声腔的进气口和出气口分别连接气体管路，气体管路上装有电磁阀(21、22)，所述电磁阀(21、22)分别安装在光声池(7)的进气口一侧和出气口一侧；由循环气泵(17)驱动被检测气体经管路从进气口进入，从出气口返回；过滤装置(18)位于所述循环气泵(17)之前，用于过滤气体中的固体颗粒；所述的多层滤光片盘(5)由多个滤光片盘安装在固定轴(15)上构成，且每个滤光片盘互相独立，围绕固定轴(15)旋转；所述的滤光片盘由滤光片盘驱动器(6)通过驱动齿轮(63)带动绕固定轴(15)旋转，滤光片盘驱动器(6)能够分别驱动多个滤光片盘旋转；机械斩光器经由信号线缆与斩光器控制器连接，机械斩波器的斩光调制频率由斩光器控制器控制，并通过BNC信号线将斩光调制频率信号传输给锁相放大器；在光声腔(70)中产生的光声信号由安装在光声池侧壁上的高灵敏度传声器(9)接收，并通过抗干扰信号线传输至锁相放大器(12)处理，处理后再经过RS485/232电缆传输至嵌入式主机(14)。

2.按照权利要求1所述的光声光谱检测装置，其特征在于：所述的滤光片盘为齿轮形结构；滤光片盘上开有滤光片安装孔，滤光片安装孔围绕滤光片盘的中心排布；所述滤光片盘的外边缘有齿槽，该齿槽与滤光片盘驱动器(6)中驱动齿轮(63)的齿槽相配合；每个滤光片盘的安装孔中有一个不安装滤光片，其余安装孔装设有滤光片。

3.按照权利要求1所述的光声光谱检测装置，其特征在于：所述的滤光片盘驱动器(6)包括导轨(61)、驱动电机(62)、驱动齿轮(63)和可调安装座(64)；所述的驱动齿轮(63)安装在驱动电机(62)的轴上，所述驱动电机(62)安装在可调安装座(64)上，驱动电机(62)可受控嵌入式主机(14)控制上下移动，使得驱动齿轮(63)与滤光片盘外边缘的齿槽咬合或分离；所述的可调安装座(64)安装在导轨(61)上，能够沿导轨(61)移动。

4.按照权利要求1或3所述的气体光声光谱检测装置，其特征在于：多个所述的滤光片盘驱动器(6)分别驱动多个滤光片盘；且每个滤光片盘最多由一个滤光片盘驱动器(6)驱动。

5.按照权利要求1所述的光声光谱检测装置，其特征在于：所述的光源(2)为一个或多个；当光源(2)为多个时，所述光源(2)在光源安装支架(1)上绕中心转轴对称安装；所述光源安装支架(1)受嵌入式主机(14)控制绕转轴旋转。

6.按照权利要求1所述的光声光谱检测装置，其特征在于：所述的光声腔(70)为圆柱形腔体，光声腔(70)的直径Φ为3～100mm、长度L为20～500mm，且满足直径Φ小于长度L；所述光声腔(70)的出光口(74)处固定有出口抛物面反光镜(8)。

7.按照权利要求1所述的光声光谱检测装置，其特征在于：所述的光声池(7)的制作材料为铝合金或铝或黄铜或不锈钢。