基于红外光声光谱技术的气体实时检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于红外光声光谱技术的气体实时检测装置及方法，采用红外光源作为探测光源，经光纤准直器准直后进入积分球，通过抽气泵将气室/外场空气中的目标气体抽进积分球内，红外光与目标气体在积分球内相互作用，最终入射在光声传感器上，根据波长调制原理，从而得出气室/外场空气中目标气体的浓度，并通过液晶显示/报警装置实时显示浓度值并判断是否发出报警提示。本发明专利技术结合了积分球与光声光谱技术，增加吸收程长，有效提高了探测灵敏度，而且可以达到实时检测的目的。

Gas real-time detection device and method based on Infrared Photoacoustic Spectroscopy Technology

The invention discloses a gas real-time detection device and method based on the infrared photoacoustic spectroscopy. The infrared light source is used as the detection source, the integral ball is entered after the collimator collimated by the optical fiber collimator, and the target gas in the air chamber / field air is pumped into the integral ball through a pump, and the infrared light and the target gas are in the integral ball. The effect is finally on the photoacoustic sensor. According to the principle of wavelength modulation, the concentration of the target gas in the air chamber / outside air is obtained, and the concentration value is displayed in real time by the liquid crystal display / alarm device and the warning indication is issued. The invention combines the integrating sphere and photoacoustic spectroscopy technology to increase the absorption length, effectively improve the detection sensitivity, and achieve the purpose of real-time detection.

【技术实现步骤摘要】
基于红外光声光谱技术的气体实时检测装置及方法
本专利技术涉及气体检测技术，具体涉及一种基于红外光声光谱技术的气体实时检测装置及方法。
技术介绍
红外光谱技术已经广泛应用于气体浓度的检测，在环境监测、农业以及工业发展中都有着重要的作用。而这些探测系统也正朝着高灵敏度、高集成度以及高时效性发展。传统的吸收光谱技术，如直接吸收光谱技术、差分吸收光谱技术、高精细度谐振腔吸收光谱技术等，这些方法大都受限于短的吸收程长，虽然高精细度谐振腔可以大大增加吸收程长，但是对于入光角度以及腔的调节都有严格的要求。且有的装置结构复杂，小型化困难。积分球结构紧凑，空间占有率小，价格低廉，可有效增加吸收程长，很适合用于开发高灵敏度、低成本、小型化的气体检测装置。利用光声光谱技术可以有效监测气体的浓度值，结合报警装置可以有效提醒并指导人们行为。
技术实现思路
本专利技术为了解决多成分气体检测，以及现有检测装置灵敏度低的问题，提供了一种气体实时检测的装置及方法，通过将样品气体抽入积分球，从而减少光在传输过程中所产生的散射、反射损耗，提高检测灵敏度，达到实时检测的目的。根据不同气体一般存在不同的吸收谱线，利用光声光谱结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于红外光声光谱技术的气体实时检测装置，其特征在于，包括激光发射模块、光声探测模块和信号处理模块；所述激光发射模块包括依次对应连接的光源信号调制装置、光源控制器和红外光源；所述光声探测模块包括抽气泵、积分球和气室/外场空气，所述积分球内装有的光声传感器，所述积分球通过所述抽气泵从所述气室/外场空气内抽入气体样本；所述信号处理模块包括依次连接的前置放大器、锁相放大器、微控制器和液晶显示/报警装置，所述前置放大器与光声传感器连接，所述锁相放大器通过数据采集卡与微控制器相连接，所述液晶显示/报警装置用于将微控制器处理得到的数据结果实时显示出来，并判断是否报警提示；锁相放大器用于对前置放大器放...

【技术特征摘要】
1.一种基于红外光声光谱技术的气体实时检测装置，其特征在于，包括激光发射模块、光声探测模块和信号处理模块；所述激光发射模块包括依次对应连接的光源信号调制装置、光源控制器和红外光源；所述光声探测模块包括抽气泵、积分球和气室/外场空气，所述积分球内装有的光声传感器，所述积分球通过所述抽气泵从所述气室/外场空气内抽入气体样本；所述信号处理模块包括依次连接的前置放大器、锁相放大器、微控制器和液晶显示/报警装置，所述前置放大器与光声传感器连接，所述锁相放大器通过数据采集卡与微控制器相连接，所述液晶显示/报警装置用于将微控制器处理得到的数据结果实时显示出来，并判断是否报警提示；锁相放大器用于对前置放大器放大的信号进行解调；所述积分球的进气口和抽气口分别通过PFA管与气室/外场空气和抽气泵对应连接；积分球的进光口与红外光源之间连接有光纤准直器。2.根据权利要求1所述的基于红外光声光谱技术的气体实时检测装置，其特征在于，所述积分球内壁镀有红外高反膜。3.根据权利要求1所述的基于红外光声光谱技术的气体实时检测装置，其特征在于，所述前置放大器为低噪声电流放大器，用于将电流信号转换成电压信号并将微弱信号放大。4.根据权利要求1所述的基于红外光声光谱技术的气体实时检测装置，其特征在于，所述光声传感器为石英音叉，石英音叉通过两侧的微型共振毛细管固定于积分球内。5.根据权利要求1所述的基于红外光声光谱技术的气体实时检测装置，其特征在于，所述光声传感器为微音器，并固定于积分球内的谐振腔中间。6.根据权利要求1所述的基于红外光声光...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴涛，张怀林，胡蓉菁，何兴道，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36