[发明专利]光声光谱增强装置以及使用该装置进行气体检测的方法

说明书

本发明提供了一种光声光谱增强装置以及气体检测的方法，该光声光谱增强装置，包括有如下结构：具有底面为偶数个边正多边形的棱柱形光声气体池；在所述光声气体池内的多个相互交叉的气体谐振腔，所述谐振腔沿平行于所述底面方向且从棱柱沿中心对称的两个侧面之间延伸，所述棱柱的侧面的个数为偶数，并且所述多个谐振腔在平行于所述底面的同一平面内的中心点相互交叉重叠；所述棱柱的侧表面与所述谐振腔之间具有缓冲腔，每一个所述谐振腔与两个所述缓冲腔相连通；在所述交叉重叠位置具有一孔槽，在所述孔槽内具有微音器。在实际应用中可根据需要细微调整从而实现光声信号增强或者多种气体同时检测，本发明还具有加工简单，体积小等优点。

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，特别是涉及一种用于气体光声光谱检测的谐振式光声光谱增强装置及使用该光声光谱增强装置进行气体检测的方法。

背景技术

光声光谱技术是一种基于气体对不同波长的红外光具有选择性吸收原理的气体检测技术。该技术主要利用气体吸收光后产生热膨胀，进而通过周期性调制输入光，使得气体膨胀呈现周期性从而引发声波，使用微音器检测声波实现气体传感。然而，因为光声效应十分微弱，检测光声信号难度大，光声光谱技术应用成本高限制了光声光谱技术的应用。共振型结构的光声气室能够通过让光声信号形成驻波产生共振，从而放大光声信号，目前应用较多为圆柱形结构，其具有一阶纵向共振效应，结构简单，加工制造成本低。然而圆柱形光声气室对声信号放大仍然具有一定的上限，因此需要一种进一步对声信号放大的光声光谱气体检测结构，并且也急需一种能够对多种气体检测的高效的光声光谱检测装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供气体检测技术领域，特别是涉及一种用于气体光声光谱检测的谐振式光声光谱增强装置及使用该光声光谱增强装置进行气体检测的方法，能够利用光声气体池的多谐振管中心点重合的共面结构对声信号放大，在实际应用中可根据需要细微调整从而实现光声信号增强或者多种气体同时检测。

本发明提供的技术方案如下：

一种光声光谱增强装置，其特征在于，包括有如下结构：

具有底面为偶数个边正多边形的棱柱形光声气体池；

在所述光声气体池内的多个相互交叉的气体谐振腔，所述谐振腔沿平行于所述底面方向且从棱柱沿中心对称的两个侧面之间延伸，所述棱柱的侧面个数为偶数，并且所述多个谐振腔在平行于所述底面的同一平面内的中心点相互交叉重叠；

所述棱柱的侧表面与所述谐振腔之间具有缓冲腔，每一个所述谐振腔与两个所述缓冲腔相连通；

在所述交叉重叠位置具有一孔槽，在所述孔槽内具有微音器。

进一步的，所述微音器连接检测装置。

进一步的，光声光谱增强装置还包括外部的信号发生器，所述信号发生器能够使用电信号控制激光器进行脉冲输出调制。

进一步的，所述多个谐振腔的长度相同。

进一步的，通过对棱柱侧表面的缓冲腔深度的改变以使所述多个谐振腔的长度不同，每一个谐振腔对应的两个缓冲腔的深度相同，但相邻的缓冲腔的深度不同。

进一步，本发明还公开一种使用上述的光声光谱增强装置进行气体检测的方法，其中所述的底面为偶数个边正多边形的棱柱形为六棱柱，所述六棱柱的底面为正六边形，所述气体检测方法包括以下步骤：

步骤S1：将待检测气体通入到光声光谱增强装置中；