[发明专利]利用光声光谱法检测微量水蒸气浓度的方法

摘要

一种利用光声光谱法检测微量水蒸气浓度的方法，属于痕量气体检测技术领域。首先由红外光源发射出可调光线给斩波器，同时水蒸气以及参比气体进入光声池，然后将中红外光谱照射到光声池中的气态微量水蒸气上，在波长2.5-3μm处吸收光能并释放出所吸收的能量，该能量使光能转化为热能，热能使微量水蒸气气体温度变化并引起压力波动而产生声波，声波通过微音器检测并得到光声信号，光声信号一方面由外围模数信号转换器的模数转换电路转换成数字电信号；另一方面由数模信号转换器的数模转换电路转换成工业模拟信号供给用户。优点：能检测到PPM级微量水蒸气浓度；无需使用任何化学物质；一经标定的调整后无需再次调定；可防止水蒸气冷凝；检测精度高、灵敏度好和稳定性优异。

主权项

一种利用光声光谱法检测微量水蒸气浓度的方法，其特征在于该方法首先由红外光源(1)发射出可调光线给斩波器(2)，使斩波器(2)得到一束强度可调制的宽光谱，该宽光谱经过滤光片(3)后得到波长为2.5‑3μm 的中红外光谱，同时水蒸气以及参比气体进入光声池(8)，并且由加热器(10)对光声池(8)加热，在光声池(8)内形成气态微量水蒸气，控制加热器(10)对光声池(8)的加热温度；然后将中红外光谱照射到光声池(8)中的所述气态微量水蒸气上，使气态微量水蒸气在所述波长2.5‑3μm处吸收光能并通过分子间碰撞以热的方式释放出所吸收的能量，该能量使微量水蒸气气体分子通过无辐射跃迁而将所述光能转化为热能，由热能使微量水蒸气气体温度变化并引起压力波动而产生声波，该声波通过配置在光声池(8)外的微音器(11)检测并得到光声信号，光声信号一方面由外围模数信号转换器(14)的模数转换电路转换成数字电信号，数字电信号被送入显示屏(13)供采集数据，采集的数据经公式计算得到微量水蒸气浓度值，并且在显示屏(13)上显示出最终检测的微量水蒸气浓度；另一方面由数模信号转换器(15)的数模转换电路转换成工业模拟信号供给用户，所述的红外光源(1)发射出的可调光线为8W的中红外光，所述的控制加热器(10)对光声池(8)的加热温度是将加热温度控制为45‑55℃。