一种利用稳压气袋的光声光谱检测装置及工作方法与流程

1.本发明属于光声光谱气体检测领域，具体涉及一种利用稳压气袋的光声光谱检测装置及工作方法。


背景技术：

2.目前，有研究表明，可以利用气体的光声效应来对气体测量。在光声光谱气体检测系统中，检测的准确性和重复性往往是检测系统设计考虑的重要因素。但是在实际中，光声信号的强度往往由多种因素影响，气体的压强就是其中一种重要因素。在光声池内部，每次气体进行交换时，很难保证池中气体压强的统一。
3.现有技术1(cn108732104a)一种光声光谱仪在线检测装置，该发明公开了一套闭环在线取样及压力调整系统结构，系统能从高压的gis设备气室中进行连续采样，并对采样的气体压力进行调整和稳定，保证了共振光声光谱仪和非共振光声光谱仪维持在设定压力，现有技术文件1结构复杂且操作不易，在使用过程中容易造成较大的误差，以至测量结果不准，且设计了多个电磁阀，成本较高。本发明结构简单而且成本较低，仅利用一个稳压气袋实现光声池内压强保持稳定且和周围压强相等。
4.现有技术2(cn207472755u)一种双级增强型光声光谱检测器装置，根据光声光谱分析的顺序走向，双级增强型光声光谱检测器装置依次包括脉冲红外光源、分析气室和光声光室，分析气室的出气口与稳压系统连接，分析气室的进气口依次连通循环气泵和连续负压脱气装置，分析气室与光声光室之间设置有滤光轮；现有技术文件2的不足之处在于：该现有技术设有分析气室和光声光室，难以确保其光路的准直，且光线每通过一个气室可能会对光线造成影响，产生较大的误差。本发明在实验中仅使用一个气室可以确保调节的光路的准确性且误差较小。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种利用稳压气袋的光声光谱检测装置及工作方法，解决在光声光谱检测中气压不稳定的问题，提高检测的准确性。
6.本发明采用如下的技术方案。
7.一种利用稳压气袋的光声光谱检测装置，包括：激光器控制器，红外激光器，光声池，红外激光器与激光器控制器连接，光声池与红外激光器连接，激光器控制器用于控制红外激光器，红外激光器用于根据接收到的频率信号发出一定频率的激光；
8.光声池包括进光透镜，出光透镜，进气口和出气口，激光通过进光透镜和出光透镜进出光声池，光声池内部充待测气体，待测气体通过进气口和出气口进出光声池；其特征在于：
9.光声光谱检测装置还包括稳压气袋和气袋安装口；
10.气袋安装口安装于光声池上，稳压气袋安装在气袋安装口上，稳压气袋用于存储
待检测气体，气袋安装口设有开关，通过开关控制气袋安装口的开合，用于使得光声池内部待检测气体的气压与外部环境气压相等。
11.光声光谱检测装置还包括函数发生器，函数发生器与激光器控制器连接，用于为激光器控制器提供一定的频率信号。
12.光声光谱检测装置还包括微音器，微音器与光声池连接，用于对光声池产生的声信号进行收集并转化为电信号，并把电信号传输给锁相放大器。
13.光声光谱检测装置还包括锁相放大器，锁相放大器的信号测量端与微音器连接，参考信号端与函数发生器连接，用于测量特定频率的声信号，完成锁相功能。
14.优选地，稳压气袋用橡胶材质制成。
15.光声光谱检测装置还包括激光器支架，红外激光器放置于激光器支架上。
16.光声光谱检测装置还包括光声池支架，光声池安装于光声池支架上。
17.一种利用稳压气袋的光声光谱检测装置工作方法，包括以下步骤：
18.步骤1，打开所有仪器，通入标准气体，测量并记录标准气体产生的声信号，进行浓度标定；
19.步骤2，将待测气体吸入光声池内部，测量并记录待测气体产生的声信号，根据声信号判断待测气体浓度信息。
20.步骤2包括，
21.步骤2.1，将待测气体装入气袋后安装至气袋安装口，保持气袋安装口开关关闭；
22.步骤2.2，利用进气口和出气口进行光声池内部气体吸气和换气，使得光声池内部吸入和稳压气袋内部相同的待检测气体；
23.步骤2.3，打开稳压气袋安装口开关，保证光声池内部气体压强，稳压气袋气体压强和外部气体压强相等，开始气体检测。
24.本发明的有益效果在于，与现有技术相比，
25.本发明设计了一个稳压气袋与光声池相连接，平衡池中气体的压强和外部气压相等，控制每次检测压强的统一，结构简单成本低廉而且不会影响光声池内声音信号的检测，提高了检测的准确性和重复性，对于光声光谱气体检测在实际中的应用有着重要意义。
附图说明
26.图1是本发明一种利用稳压气袋的光声光谱检测装置结构图；
27.图1中附图标记说明如下：
28.1-激光器控制器、2-激光器支架、3-红外激光器、4-进/出光透镜、5-稳压气袋、6-气袋安装口、7-光声池支架、8-进气口、9-微音器、10-出气口、11-锁相放大器、12-函数发生器，13-光声池。
具体实施方式
29.下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
30.实施例1。
31.一种利用稳压气袋的光声光谱检测装置。
32.如图1所示，一种利用稳压气袋的光声光谱检测装置，包括：激光器控制器1，红外激光器3，光声池13，红外激光器3与激光器控制器1连接，光声池13与红外激光器3连接，激光器控制器1用于控制红外激光器3，红外激光器3用于根据接收到的频率信号发出一定频率的激光；
33.光声池13包括进光透镜401，出光透镜402，进气口8和出气口10，激光通过进光透镜401和出光透镜402进出光声池13，光声池13内部充待测气体，待测气体通过进气口8和出气口10进出光声池13；其特征在于：
34.光声光谱检测装置还包括稳压气袋5和气袋安装口6；
35.气袋安装口6安装于光声池13上，稳压气袋5安装在气袋安装口6上，稳压气袋5用于存储待检测气体，气袋安装口6设有开关，通过开关控制气袋安装口6的开合，用于使得光声池13内部待检测气体的气压与外部环境气压相等。
36.光声光谱检测装置还包括函数发生器12，函数发生器12与激光器控制器1连接，用于为激光器控制器1提供一定的频率信号。
37.光声光谱检测装置还包括微音器9，微音器9与光声池13连接，用于对光声池13产生的声信号进行收集并转化为电信号，并把电信号传输给锁相放大器11。
38.光声光谱检测装置还包括锁相放大器11，锁相放大器11的信号测量端与微音器9连接，参考信号端与函数发生器12连接，用于测量特定频率的声信号，完成锁相功能。
39.本实施例优选地，稳压气袋5用橡胶材质制成。
40.光声光谱检测装置还包括激光器支架2，红外激光器3放置于激光器支架2上。
41.光声光谱检测装置还包括光声池支架7，光声池13安装于光声池支架7上。
42.实施例2。
43.一种利用稳压气袋的光声光谱检测装置的工作方法。包括以下步骤：
44.步骤1，打开所有仪器，通入标准气体，测量并记录标准气体产生的声信号，进行浓度标定；
45.步骤2，将待测气体吸入光声池内部，测量并记录待测气体产生的声信号，根据声信号判断待测气体浓度信息。
46.步骤2.1，将待测气体装入气袋后安装至气袋安装口，保持气袋安装口开关关闭；
47.步骤2.2，利用进气口和出气口进行光声池内部气体吸气和换气，使得光声池内部吸入和稳压气袋内部相同的待检测气体；
48.步骤2.3，打开稳压气袋安装口开关，保证光声池内部气体压强，稳压气袋气体压强和外部气体压强相等，开始气体检测。
49.本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明设计了一个稳压气袋与光声池相连接，平衡池中气体的压强和外部气压相等，控制每次检测压强的统一，结构简单成本低廉而且不会影响光声池内声音信号的检测，提高了检测的准确性和重复性，对于光声光谱气体检测在实际中的应用有着重要意义。
50.本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。