[实用新型]液体光声传感器

说明书

本实用新型属于光声传感器的改进。

在光声光谱研究中，高灵敏度的光声传感器是光声光谱仪的关键所在，其性能、特点决定了光声光谱仪的功能和应用范围。对于液体样品的光声检测，由于光声传感器与液体样品的声阻配以及酸碱性液体测定等问题，一直未能研制出理想的液体光声传感器。已知的有水听器式光声传感器（Tam，A.C.and  C.K.N.Patel，Appl.Opt.，18，3348，1979），这种传感器是装置于样品池壁来探测液体产生的光声信号，虽然此种装置采用不锈钢外套，但难以用于酸、碱性以及变温（特别是高温样品）液体样品的测定，并且存在测试样品更换困难，易污染等问题。另一种光声传感器（Anal.Chem.，50，865，1978；51，686，1979；沪田嗣郎等），采用压电陶瓷管检测液体样品，由于测试样品放置在压电陶瓷管内，易使压电陶瓷管污染，也不能用于酸、碱性液体和高低温液体样品的测定，且实用性差。

本实用新型的目的在于提供一种新的液体光声传感器，使之适用于酸、碱性以及不同温度的液体样品的测定，满足化学、生物、医学、环境科学等样品的分析，并且有灵敏度高，使用方便，清洗容易，无滞后污染等优点。

本实用新型提出的液体光声传感器，其特征在于它是由外壳，铅吸收层，铝波导层，压电陶瓷晶片和石英波导棒组成。

本实用新型采用石英波导棒作为声波导材料，可直接插入酸、碱性及高低温液体样品中进行光声信号测定。测量中，液体产生的光声热弹性波入射到石英波导棒端面，然后传输到作为换能元件的压电陶瓷晶片，产生电信号输出。采用该波导棒直接插入待测液体中，避免了杂散光对传感器的影响，使用方便，清洗容易，无污染滞后现象。

本实用新型的特征还在于，采用由石英波导棒和声阻匹配的铝波导层组成的复合波导层。在测量时，可依据不同的测试样品来调节复合波导层铝层的厚度，以达到最佳的声耦合系数和较高的检测灵敏度，本实用新型所设计的液体光声传感器，其检测灵敏度可达到10^－8cm^－1数量级的吸光度。

液体测试中，由于声波的反射等影响，使得光声信号波形畸变，灵敏度降低。针对这一问题，本实用新型采用声衰减系数大的金属铅作为声吸收层，使通过压电陶瓷晶片（换能元件）后，进入吸收层的声波不再有可能反射回换能元件。

本实用新型采用机电耦合系数和压电系数大的锆钛酸铅压电陶瓷晶片作为传感器的换能元件。其装配的适当，可提高传感器的灵敏度。

附图为液体传感器结构示意图，在图中，1为外壳，2为铅吸收层，3为铝波导层，4为接头，5为弹簧，6为压电陶瓷晶片，7为石英波导棒。

实施例

采用本实用新型测定了液体中痕量Nd^3＋、Ho^3＋、苯及环已烷等，取得了满意的结果。