一种基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器，包括横向的水汽流通管道，与水汽流通管道联通的竖向腔，设置于竖向腔两侧的太赫兹光源、太赫兹探测器，所述太赫兹光源与太赫兹探测器相对设置；该基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器，通过在水汽流通管道上设置竖向腔，从而形成一个T形结构，由于不同流速的水汽在水汽流通管道内流动的时候，在竖向腔内会形成不同的压强效应，通过太赫兹光源与太赫兹探测器配合，检测竖向腔内的气压变化，从而对水汽在水汽流通管道内的流速进行检测，该基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器具有抗干扰性强，检测结果准确度高，灵敏度高的优点。

A water vapor velocity detector based on terahertz electromagnetic wave

【技术实现步骤摘要】
一种基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器
本专利技术涉及水汽检测
，具体涉及一种基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器。
技术介绍
环境中的水汽对于很多电子设备、电池、光伏组件等有着很大影响，严重会影响到设备的使用寿命，目前，有一种采用湿度感应试纸的颜色变化以判断环境水汽浓度的方法，这种方法需要等待的时间久，且不同湿度感应试纸的测试结果亦存在差异。还有一种方法是采用水汽检测装置进行检测，现有的水汽检测装置例如是电子式的湿度检测装置，包括了两个梳状电路相互交错设置。一旦环境中的湿度达到一定程度，会使两梳状电路相互导通，而产生一电信号，通过检测该电信号来进行水汽检测，该装置同样也只能对环境水汽进行定性的检测，而无法准确检测环境水汽的含量。因此，急需一种能够准确检测水汽的装置，对水汽进行检测。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器，包括横向的水汽流通管道，与水汽流通管道联通的竖向腔，设置于竖向腔两侧的太赫兹光源、太赫兹探测器，所述太赫兹光源与太赫兹探测器相对设置。所述竖向腔设置于水汽流通管道的下方，所述竖向腔与水汽流通管道组成T形结构。所述竖向腔设置于水汽流通管道的上方，所述竖向腔与水汽流通管道组成倒T形结构。所述竖向腔的内侧壁设置有石墨烯层。所述石墨烯层上设置有周期排列的孔洞。所述竖向腔设置有太赫兹光源、太赫兹探测器的两侧面为水平面。所述竖向腔的水平截面为矩形。所述竖向腔设置有多个，并且每个竖向腔的两侧面均相对设置有太赫兹光源、太赫兹探测器。所述多个竖向腔的高度不相同。本专利技术的有益效果：本专利技术的目的是提供一种基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器，通过在水汽流通管道上设置竖向腔，从而形成一个T形结构，由于不同流速的水汽在水汽流通管道内流动的时候，在竖向腔内会形成不同的压强效应，通过太赫兹光源与太赫兹探测器配合，检测竖向腔内的气压变化，从而对水汽在水汽流通管道内的流速进行检测，该基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器具有抗干扰性强，检测结果准确度高，灵敏度高的优点。附图说明图1是基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器结构示意图一。图2是基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器结构示意图二。图3是基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器结构示意图三。图4是基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器结构示意图四。图5是基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器结构示意图五。图6是基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器结构示意图六。图7是竖向腔的俯视示意图。图8是多个竖向腔的俯视示意图。图9是基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器结构示意图七。图中：1、水汽流通管道；2、竖向腔；3、太赫兹光源；4、太赫兹探测器；5、石墨烯层；6、孔洞；7、导热管。具体实施方式实施例1：本实施例提供了一种如图1所示的基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器，包括横向的水汽流通管道1，与水汽流通管道1联通的竖向腔2，设置于竖向腔2两侧的太赫兹光源3、太赫兹探测器4，所述太赫兹光源3与太赫兹探测器4相对设置；所述竖向腔2设置于水汽流通管道1的下方，所述竖向腔2与水汽流通管道1组成T形结构，竖向腔2设内设置有空气，这样，在水汽流通管道1内流动的水汽会影响到竖向腔2内的气体压强，不同流速的水汽会使得竖向腔2内的气体压强不同，太赫兹光源3发出太赫兹光穿过竖向腔2后被太赫兹探测器4接收，太赫兹光穿过竖向腔2内不同压强气体的透射系数不同；通过太赫兹探测器4检测太赫兹光源3发出的太赫兹光在穿过竖向腔2后的透射系变化就可以实现水汽流通管道1内的水汽流速，这样也就可以实现水汽的定量检测；竖向腔2的底部可以存储液态水，因此，太赫兹光源3、太赫兹探测器4的设置位置，不易设置于竖向腔2的底部，从而避免太赫兹光源3发出的太赫兹光入射到竖向腔2的底部，受到所存储的液态水的影响。而且，竖向腔2与水汽流通管道1构成的T形结构，竖向腔2内的空气与水汽流通管道1内的水汽具有一定的独立性，可以通过使用不同材料制成的竖向腔2的腔壁，减小测量结果的误差，从而提高检测的准确性。常用的竖向腔2可以由二氧化硅、塑料等对太赫兹透明的材料制成。进一步的，如图2所示，所述竖向腔2设置于水汽流通管道1的上方，所述竖向腔2与水汽流通管道1组成倒T形结构，这样可以使得水汽所凝结的液态水回流到水汽流通管道1内，从而减小液态水在竖向腔2内残留，从而影响水汽流速的影响，使得所检测的水汽流速更加的准确。进一步的，如图3所示，所述竖向腔2的内侧壁设置有石墨烯层5，这样一来，进入竖向腔2内的水汽会附着在石墨烯层5所组成的薄膜上，从而改变整体的吸收特性。因为在石墨烯薄膜上吸收水汽的量与附近水蒸气的气压相关，气压越大，吸附的越多。这样，吸收太赫兹光波的物质有两种：腔内的水汽和吸附在石墨烯层5上的水汽，使得太赫兹光波的透射系数变化更加的明显，从而有利于提高水汽流速检测的灵敏度。进一步的，如图4所示，所述石墨烯层5上设置有周期排列的孔洞6。周期排列的孔洞6会使得太赫兹光波照射到石墨烯层5上时，会引起石墨烯层5上的电荷周期性振动，从而形成局域表面等离激元共振；使得赫兹光波产生透射谷。当吸附在石墨烯层5上的水汽含量发生变化时，会改变了石墨烯层5周围的环境，从而影响了上述共振波长。因为共振严重地依赖于周围环境，所以，探测灵敏度高。孔洞6的排列周期可以为方形周期。在使用时，太赫兹光源的波长覆盖石墨烯层5的共振波长。进一步的，所述竖向腔2设置有太赫兹光源3、太赫兹探测器4的两侧面为水平面；如图7所示，太赫兹光源3、太赫兹探测器4可以分别设置于竖向腔2的上侧面、下侧面；这样，会使得太赫兹光源3发出的太赫兹光波射入竖向腔2的上侧面、射出竖向腔2的下侧面为两个平行的平面，有利于赫兹光波在竖向腔2的上侧面、下侧面之间共振，从而增强太赫兹光源3发出的太赫兹光波的吸收，使得透射谷处的透射系数更小，透射谷更窄，减小了透射谷的半峰宽，从而提高了水汽检测灵敏度。优先的，如图6所示，所述竖向腔2的水平截面为矩形。进一步的，如图8所示，所述竖向腔2设置有多个，并且每个竖向腔2的两侧面均相对设置有太赫兹光源3、太赫兹探测器4，并且，如图5所示，所述多个竖向腔2的高度不相同，这样，不同组的太赫兹光源3、太赫兹探测器4可以在不同高度检测多个竖向腔2内的空气压强，来判断太赫兹光波的透射系数，实现同时测量多组数据，有利于减小测量环境带来的测量误差，提高水汽流速检测的准确性。另外，如图9所示，还可以在竖向腔内设置导热管7，导热管7可以连接竖向腔2与汽流通管道1，通过导热管7传递热量，使得竖向腔2与汽流通管道1内的温度相同，根据PV＝nRT，其中，P表示压强、V表示气体体积、n表示物质的量、T表示绝对温度、R表示气体常数；这样，就可以免除竖向腔2与汽流通管道1温度不同而对水汽检测产生误差的影响，从而提高水汽检测的准确度。最后，需要说明的是，太赫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器，其特征在于：包括横向的水汽流通管道(1)，与水汽流通管道(1)联通的竖向腔(2)，设置于竖向腔(2)两侧的太赫兹光源(3)、太赫兹探测器(4)，所述太赫兹光源(3)与太赫兹探测器(4)相对设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器，其特征在于：包括横向的水汽流通管道(1)，与水汽流通管道(1)联通的竖向腔(2)，设置于竖向腔(2)两侧的太赫兹光源(3)、太赫兹探测器(4)，所述太赫兹光源(3)与太赫兹探测器(4)相对设置。


2.如权利要求1所述的一种基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器，其特征在于：所述竖向腔(2)设置于水汽流通管道(1)的下方，所述竖向腔(2)与水汽流通管道(1)组成T形结构。


3.如权利要求1所述的一种基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器，其特征在于：所述竖向腔(2)设置于水汽流通管道(1)的上方，所述竖向腔(2)与水汽流通管道(1)组成倒T形结构。


4.如权利要求1或2或3所述的一种基于太赫兹电磁波的水汽流速探测器，其特征在于：所述竖向腔(2)的内侧壁设置有石墨烯层(5)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：金华伏安光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33