[发明专利]一种光声光谱油气监测单元

说明书

本发明公开一种光声光谱油气监测单元，包括：光声池，激光器内设有调温半导体，该光声池本体上开有进气口；声敏元件，用于探测光声池内生成的压力波，并输出声敏元件的输出信号；信号处理电路，用于处理声敏元件输出的信号；中央处理器，用于信号的分析、接收信号和发送指令，该中央处理器外接有电源电路；以及激光驱动电路，用于控制激光器，使其发生特定波长的激光；本发明激光器发射的激光波长易于控制，可轻松使其呈周期性变化，从而不会使得最后得到的光谱图有偏差，提高了检测精度，同时其声敏元件导出的信号经过多级处理，进一步提高了检测精度，使得该声光谱油气监测单元不仅灵敏，且准确性较高。

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种光声光谱油气监测单元。

背景技术

现有的油气监测单元的原理是将物质放置于密闭容器中，物质吸收特定波长的光后会受到激发，受到激发后的物质返回初始态会通过辐射跃迁或无辐射跃迁，这一过程会产生热；如果吸收光波长呈周期性变化，那么容器内压力涨落也是呈周期性的；由于调制光的频率一般位于声频范围内，所以这种压力涨落就成为声波；然后利用声敏元件所感知，声敏元件所感知的声波信号经同步放大得到的电信号为光信号，若将光声信号作为入射光频率的函数记录下来，就可获得光声光谱图；这种技术就是一种利用物质吸收光的特性得到对应光谱图的技术，利用所得到的光谱图可确认物质中所含成分，是一种灵敏度高、样品可不经预处理就能无损有效检测的方法。

尤其是在油气监测单元中，采用光声光谱检测技术最为广泛，现有的光声光谱油气监测单元中，一般都是采用激光器作为光源，以微音器作为声敏元件，现有技术中激光器作为光源发射的光的波长不够稳定，很难控制激光器发射的激光呈周期性变化，从而会使得最后得到的光谱图有偏差，影响了检测精度，同时其声敏元件导出的信号处理效果不佳，也会影响检测的精度，从而导致油气监测单元监测不够灵敏，准确度较差。

发明内容

本发明针对现有技术中光声光谱油气监测单元中存在很难控制激光器发射的激光呈周期性变化和声敏元件导出的信号处理效果不佳的技术问题，本发明提供。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种光声光谱油气监测单元，包括：

光声池，内部中空，所述光声池内部设置有激光器，所述激光器内设有调温半导体，该光声池本体上开有进气口；

声敏元件，用于探测光声池内生成的压力波，并输出声敏元件的输出信号，所述声敏元件输入端与光声池连接；

信号处理电路，用于处理所述声敏元件输出的信号，所述信号处理电路输入端与所述声敏元件输出端连接；

中央处理器，用于信号的分析、接收信号和发送指令，所述中央处理器输入端与所述信号处理电路输出端连接，该中央处理器外接有电源电路；以及

激光驱动电路，用于控制所述激光器，使其发生特定波长的激光，所述激光驱动电路输入端与所述中央处理器连接，输出端与所述激光器连接。

进一步的，所述信号处理电路包括：

一级放大电路，用于放大所述声敏元件输出的模拟量，所述一级放大电路与所述声敏元件输出端连接；

带通滤波电路，用于过滤所述一级放大电路输出的信号，所述带通滤波电路输入端与所述一级放大电路输出端连接；

二级放大电路，将所述A/D转换电路输出信号经放大传输给A/D转换电路，所述二级放大电路输入端与所述一级放大电路输出端连接；以及

A/D转换电路，用于将所述二级放大电路输入的的模拟量转化为数字量，所述A/D转换电路输入端与二级放大电路输出端连接，输出端与所述中央处理器连接。

进一步的，所述激光驱动电路包括：