[发明专利]一种可在线连续进行液体光声检测的光声池及测量方法

权利要求书

1.一种可在线连续进行液体光声检测的光声池，其特征在于，包括：池体、窗口、压板、入液口、出液口、温度计、压电传感器、光电传感器，其中：

所述池体为中空结构，内部用于注入被测溶液；

在所述池体的两端分别安装有一个窗口，所述窗口通过所述压板与所述池体连接固定，用于保证激励激光束的入射，激励激光束从所述池体一端的窗口射入所述池体内部，从所述池体另一端的窗口射出；在所述窗口与所述池体的连接处通过设置密封圈，以保证光声池的整体密封性；

在所述池体的侧壁上分别设置有入液口和出液口，用于被测溶液的流入与流出；

所述温度计安置于池体的侧壁上，所述温度计的测端浸入于所述池体内的被测溶液中，用于测量被测溶液的温度，以便进行温度补偿；

所述压电传感器安置于池体的侧壁上，所述压电传感器的测端浸入于所述池体内的被测溶液中，用于检测激光激励后产生的光声信号；

所述光电传感器安装于所述池体的激励激光束射出的一端的压板内，用于监测激励激光束的强度变化，以便进行光强补偿。

2.根据权利要求1所述的一种可在线连续进行液体光声检测的光声池，其特征在于，所述池体的内表面光滑，所述池体的内腔的内部空间保证所述温度计和所述压电传感器的浸入深度。

3.根据权利要求2所述的一种可在线连续进行液体光声检测的光声池，其特征在于，所述池体采用热扩散率不小于0.3cm²/s的材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种可在线连续进行液体光声检测的光声池，其特征在于，所述窗口采用光学玻璃材料制作，所述窗口的厚度不小于池体厚度的一半，以保证光声池具有良好的声密闭和隔声效果。

5.根据权利要求1所述的一种可在线连续进行液体光声检测的光声池，其特征在于，所述密封圈采用耐腐蚀的弹性材料制作。

6.根据权利要求1所述的一种可在线连续进行液体光声检测的光声池，其特征在于，所述出液口、入液口分别置于所述池体的上、下两个方位，所述入液口在下，所述出液口在上，并且横向错开布置，由此保证被测溶液充满光声池内腔，减少空气或者气泡对测量的影响。

7.根据权利要求1所述的一种可在线连续进行液体光声检测的光声池，其特征在于，所述温度计的测端完全浸入于被测溶液中，但不能遮挡激励激光束，以免产生误差；

所述温度计采用液介式温度传感器，温度传感器的测温精度不低于±0.1℃，以保证温度补偿的效果。

8.根据权利要求1所述的一种可在线连续进行液体光声检测的光声池，其特征在于，所述压电传感器采用高灵敏度的压电陶瓷传感器，其截止频率下限低于光声信号主频率的一半，以保证获取微弱的光声信号。

9.根据权利要求1所述的一种可在线连续进行液体光声检测的光声池，其特征在于，所述光电传感器采用高频响光电传感器，光电传感器的感光面大于激励激光束直径的2倍以上。

10.一种采用权利要求1-9任一项所述光声池进行液体光声检测的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将被测溶液从入液口注入，直至有液体从出液口流出，以保证被测溶液充满光声池内腔；

(2)读取温度计的读数，并记录此时被测溶液的温度值；

(3)打开激励激光，使激励激光束从光声池一侧的窗口射入到光声池内部；

(4)利用压电传感器和光电传感器分别连续采集光声信号和光强信号，分别得到完整的光声信号波形和激励激光波形；

(5)对光声信号进行处理，得到光声信号波形的峰峰值，作为此次激光激励产生的光声信号的绝对值；

(6)对光强信号进行处理，得到光强信号波形的峰值，作为此次激光激励的激光强度峰值；

(7)对上述数据进行归一化处理，将光声信号的绝对值除以激光强度峰值和被测溶液温度值的乘积，最终得到单位光强与温度下的光声信号相对值，从而有效排除光强与温度波动对测量结果的影响。