[发明专利]一种适用于激光光声光谱检测的模块化结构光声池

说明书

本发明涉及一种适用于激光光声光谱检测的模块化结构光声池，包括一带有主谐振腔的光声池壳体、一进气口、一出气口、一用于安放微音器的安放槽、一用于连通安放槽与主谐振腔的开音孔、一入光口、一出光口，入光口和出光口处均固定有窗片，光声池壳体横向的两侧分别可拆卸连接有增程模块化组件，两个增程模块化组件的自由端分别可拆卸连接着一端盖；该增程模块化组件由若干个同轴分布且依次可拆卸连接的增程谐振腔体构成，各增程谐振腔体内横向贯穿开设有一与主谐振腔相连通的增程谐振腔，各增程谐振腔与主谐振腔半径相同且同轴分布。本发明能够根据测量环境需求而灵活调整谐振腔总长，即可以调整光声池的池常数，据此来提升光声信号强度和检测系统的灵敏度。

技术领域

本发明涉及光声光谱高灵敏度痕量气体的检测技术领域，具体是涉及一种适用于激光光声光谱检测的模块化结构光声池。

背景技术

随着现代工业的迅猛发展，痕量气体检测的重要性不言而喻，痕量气体的检测现已广泛应用于环境监测、化工环保、生物医疗、食品制造以及火灾预报等各个领域，尤其是在环境监测方面，痕量气体检测更是发挥着巨大作用。由于人们对环境健康意识要求高以及环境自身复杂多变性，因此对于高灵敏的气体检测技术以及系统装置的研究研发更加紧迫。相比其它气体检测技术，光声光谱技术基于光热效应原理，通过测量待测气体吸收特定波长的光能转化成声压而进行定性和定量检测，具有零背景检测、探测器不受波长限制、光学元件简单，系统调节及维护方便等优点。

当前，光声光谱气体检测装置的结构形式基本相同，受传统结构和技术方案的局限，光声光谱气体检测装置装配完成后，其装置的固有性能通常是不可以进行调节的，所以装配后的系统装置只能依靠外部的电子系统来改善其检测性能指标，因而整机调节灵活度较差，明显存在不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于激光光声光谱检测的模块化结构光声池，能够根据测量环境需求而灵活调整谐振腔总长，即可以调整光声池的池常数，据此来提升光声信号强度。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：一种适用于激光光声光谱检测的模块化结构光声池，包括一带有主谐振腔的光声池壳体、一连通于主谐振腔一端的进气口、一连通于主谐振腔另一端的出气口、一用于安放微音器的安放槽、一用于连通安放槽与主谐振腔的开音孔、一连通于主谐振腔一端的入光口、一连通于主谐振腔另一端的出光口，入光口和出光口处均固定有窗片，所述光声池壳体横向的两侧分别可拆卸连接有增程模块化组件，两个增程模块化组件的自由端分别可拆卸连接着一个端盖，一端盖上开设入光口、另一端盖上开设出光口；该增程模块化组件由若干个同轴分布且依次可拆卸连接的增程谐振腔体构成，各增程谐振腔体内横向贯穿开设有一与主谐振腔相连通、圆柱状结构的增程谐振腔，各增程谐振腔与主谐振腔半径相同且同轴分布。

在上述技术方案基础上，所述增程谐振腔的长度L满足：50mm≤L≤150mm，半径R满足：3mm≤R≤10mm。

在上述技术方案基础上，所述光声池壳体为正方体，且光声池壳体的边长a与增程谐振腔的半径R之间的关系满足：a≥5R。

在上述技术方案基础上，所述光声池壳体上可拆卸地固定有一个微音器隔音罩，该微音器隔音罩内开设有一个竖向分布的深孔槽；所述光声池壳体的顶面对应微音器隔音罩的位置处嵌入有一个竖向分布的开音槽，该开音槽与深孔槽半径相同且同轴分布、共同组成了所述的安放槽，开音槽通过开音孔竖向正交分布地连通于主谐振腔。

在上述技术方案基础上，所述开音槽和深孔槽的半径R_k满足：R_k＝R_w+0.5mm，其中R_w为微音器半径；所述开音孔的半径R_y满足2mm≤R_y≤5mm。

在上述技术方案基础上，所述主谐振腔横向贯穿地开设在光声池壳体中部，所述进气口和出气口分别纵向开设在光声池壳体上并与主谐振腔连通。