光声气体分析仪制造技术

一种光声气体分析仪可以包括：气体腔室，被配置为将待分析气体接纳在其中；辐射源，被配置为向所述气体腔室中发射具有时变强度的电磁辐射，从而生成声波，所述电磁辐射被适配为选择性地激发在被接纳在气体腔室中的气体中的浓度待确定的N种相互不同的气体类型的气体分子；声波传感器，被配置为检测由辐射源向待分析气体中发射的电磁辐射生成的声波；以及控制单元，操作地连接到辐射源和声波传感器。控制单元可以被配置为：控制辐射源发射具有时变强度的电磁辐射，并且利用调制信号来调制强度变化的频率，调制信号取至少N个相互不同的值；从声波传感器接收指示由辐射源向待分析气体中发射的电磁辐射生成的检测到的声波的信号；确定与相应的N个相互不同的频率相关联的至少N个相互不同的信号幅度，发射的电磁辐射的强度以相应的N个相互不同的频率变化；并且根据所确定的信号幅度来确定N种相互不同的气体类型的浓度。

Photoacoustic gas analyzer

A photoacoustic gas analyzer may include a gas chamber configured to accommodate the gas to be analyzed; a radiation source configured to emit electromagnetic radiation of time-varying intensity into the gas chamber, thereby generating sound waves adapted to selectively excite the electromagnetic radiation in the gas chamber to be accepted. N gas molecules of different gas types whose concentrations are to be determined; acoustic sensors configured to detect acoustic waves generated by electromagnetic radiation emitted from a radiation source into the gas to be analyzed; and control units operatively connected to radiation sources and acoustic sensors. The control unit may be configured to control the emitter to emit electromagnetic radiation with time-varying intensity, and modulate the frequency of intensity variation by modulating the signal to take at least N mutually different values; receive from the acoustic sensor a detected signal indicating the generation of electromagnetic radiation emitted from the emitter to the gas to be analyzed. Acoustic signal; determines at least N mutually different signal amplitudes associated with the corresponding N mutually different frequencies, and the intensity of electromagnetic radiation emitted varies with the corresponding N mutually different frequencies; and determines the concentrations of N mutually different gas types according to the determined signal amplitudes.

【技术实现步骤摘要】
光声气体分析仪
各种实施例总体上涉及光声气体分析仪，以及操作光声气体分析仪的方法。
技术介绍
光声气体分析仪提供了分析气体的组成的简单方法。由于对例如由于污染而造成的环境空气的组成的分析变得越来越重要，所以期望提供一种能够以高效的方式分析气体的组成的、结构简单的光声气体分析仪。
技术实现思路
根据各种实施例，提供了一种光声气体分析仪。该光声气体分析仪可以包括：气体腔室，被配置为将待分析气体接纳在其中；辐射源，被配置为向气体腔室中发射具有时变强度的电磁辐射，从而生成声波，电磁辐射被适配为选择性地激发在被接纳在气体腔室中的气体中的浓度待确定的N种相互不同的气体类型的气体分子；声波传感器，被配置为检测由辐射源向待分析气体中发射的电磁辐射生成的声波；以及控制单元，操作地连接到辐射源和声波传感器。控制单元可以被配置为：控制辐射源发射具有时变强度的电磁辐射，并且利用调制信号来调制强度变化的频率，调制信号取至少N个相互不同的值；从声波传感器接收指示由辐射源向待分析气体中发射的电磁辐射生成的检测到的声波的信号；确定与相应的N个相互不同的频率相关联的至少N个相互不同的信号幅度，发射的电磁辐射的强度以相应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光声气体分析仪，包括：气体腔室，被配置为将待分析气体接纳在其中；辐射源，被配置为向所述气体腔室中发射具有时变强度的电磁辐射，从而生成声波，所述电磁辐射被适配为选择性地激发在被接纳在所述气体腔室中的气体中的浓度待确定的N种相互不同的气体类型的气体分子；声波传感器，被配置为检测由所述辐射源向所述待分析气体中发射的所述电磁辐射生成的声波；以及控制单元，操作地连接到所述辐射源和所述声波传感器，其中所述控制单元被配置为：控制所述辐射源发射具有时变强度的电磁辐射，并且利用调制信号来调制所述强度变化的频率，所述调制信号取至少N个相互不同的值；从所述声波传感器接收指示由所述辐射源向所述待分析气体中发射...

【技术特征摘要】
2016.12.29 US 15/393,3421.一种光声气体分析仪，包括：气体腔室，被配置为将待分析气体接纳在其中；辐射源，被配置为向所述气体腔室中发射具有时变强度的电磁辐射，从而生成声波，所述电磁辐射被适配为选择性地激发在被接纳在所述气体腔室中的气体中的浓度待确定的N种相互不同的气体类型的气体分子；声波传感器，被配置为检测由所述辐射源向所述待分析气体中发射的所述电磁辐射生成的声波；以及控制单元，操作地连接到所述辐射源和所述声波传感器，其中所述控制单元被配置为：控制所述辐射源发射具有时变强度的电磁辐射，并且利用调制信号来调制所述强度变化的频率，所述调制信号取至少N个相互不同的值；从所述声波传感器接收指示由所述辐射源向所述待分析气体中发射的所述电磁辐射生成的检测到的声波的信号；确定与相应的N个相互不同的频率相关联的至少N个相互不同的信号幅度，所述发射的电磁辐射的强度以所述相应的N个相互不同的频率变化；以及根据所确定的信号幅度来确定所述N种相互不同的气体类型的浓度。2.根据权利要求1所述的光声气体分析仪，其中所述调制信号至少部分严格单调增加和/或至少部分严格单调减小。3.根据权利要求2所述的光声气体分析仪，其中所述调制信号至少部分是正弦信号、三角信号或锯齿信号。4.根据权利要求1所述的光声气体分析仪，其中所述调制信号至少部分是阶梯信号。5.根据权利要求1所述的光声气体分析仪，其中所述控制单元被配置为基于以下形式的解析表达式确定所述N种相互不同的气体类型的浓度：I(f)＝1-exp[(I1+I2+…+IN)f]，其中f是所述电磁辐射的强度变化的频率，I是来自所述声波传感器的信号的幅度，并且I1到IN是与所述N种相互不同的气体类型相关联并且指示所述N种相互不同的气体类型的浓度的信号分量。6.根据权利要求1所述的光声气体分析仪，还包括滤波器，所述滤波器被配置为选择性地传输由所述辐射源向所述气体腔室中发射的预定能量范围的电磁辐射，其中所述预定能量范围包括在所述气体腔室中的浓度待确定的所述N种气体类型中的每种气体类型的分子的激发能量。7.根据权利要求6所述的光声气体分析仪，其中所述滤波器具有固定的传输特性。8.根据权利要求1所述的光声气体分析仪，其中所述声波传感器被定位在所述气体腔室的内部或者通过透声的壁与所述气体腔室分离。9.根据权利要求1所述的光声气体分析仪，其中所述声波传感器被定位在参考气体腔室的内部，所述参考气体腔室通过窗口与所述气体腔室气密性地分离，所述窗口对于由所述辐射源发射的电磁辐射是透明的。10.根据权利要求1所述的光声气体分析仪，其中所述辐射源被配置为或包括选自以下中的至少一项：光电二极管、激光器、黑体辐射器和灰体辐射器。11.根据权利要求10所述的光声气体分析仪，其中所述辐射源被配置为或包括被配置为可电加热本体的黑体辐射器或灰体辐射器。12.根据权利要求1所述的光声气体分析仪，其中所述气体腔室由反射器来界定，所述反射器被配置为反射由所述辐射源发射的电磁辐射。13.一种操作光声气体分析仪的方法，其中所述光声气体分析仪包括：气体腔室，被配置为将待分析气体接纳在其中；辐射源，被配置为向所述气体腔室中发射具有时变强度的电磁辐射，从而生成声波，所述电磁辐射被适配为选择性地激发在被接纳在气体腔室中的气体中的浓度待确定的N种相互不同的气体类型的气体分子；声波传感器，被配置为检测由所述辐射源向所述待分析气体中发射的所述电磁辐射生成的声波；以及控制单元，操作地连接到所述辐射源和所述声波传感器，其中所述控制单元被配置为：控制所述辐射源发射具有时变强度的电磁辐射，并且利用调制信号来调制所述强度变化的频率，所述调制信号取至少N个相互不同的值；从所述声波传感器接收指示由所述辐射源向所述待分析气体中发射的所述电磁辐射生成的检测到的声波的信号；确定与相应的N个相互不同的频率相关联的至少N个相互不同的信号幅度，所述发射的电磁辐射的强度以所述相应的N个相互不同的频率变化；以及根据所确定的信号幅度来确定所述N种相互不同的气体类型的浓度，其中所述方法包括：控制所述辐射源向所述气体腔室中发射具有时变强度的电磁辐射，并且利用调制信号来调制所述强度变化的频率，所述调制信号取至少N个相互不同的值；从所述声波传感器接收指示由所述辐射源向所述待分析气体中发射的电磁辐射生成的检测到的声波的信号；确定与相应的N个相互不同的频率相关联的至少N个相互不同的信号幅度，所述发射的电磁辐射的强度以所述相应的N个相互不同的频率变化；以及根据所确定的信号幅度来确定所述N种相互不同的气体类型的浓度。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述调制信号至少部分严格单调增加和/或至少部分严格单调减小。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述调制信号至少部分是正弦信号、三角信号或锯齿信号。16.根据权利要求13所述的方法，其中所述调制信号至少部分是阶梯信号。17.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述N种相互不同的气体类型的浓度基于以下形式的解析表达式来执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·图姆波德，C·格拉策，G·奥纳兰，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE