一种气体检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种气体检测装置，包括激光发生模块、光声池、处理器，所述激光发生模块的波长调控端与处理器连接，以使得处理器对所述激光发生模块发出的激光波长进行调制，且所述光声池的一侧设有第一反射棱镜，另一侧设有第二反射棱镜，所述激光发生模块的入射光束在所述第一反射棱镜和所述第二反射棱镜之间往返反射，形成经过所述光声池的多路反射光束，所述光声池的待测气体与多路所述反射光束反应产生声信号，并通过光声池将所述声信号转换为电信号传输至所述处理器，由于本发明专利技术在光声池的两侧分别设有第一反射棱镜和第二反射棱镜，从而形成多路红外光束，有利于光声池中光的吸收，从而增强光声池的光的功率，进而提高气体组分的检测精度。组分的检测精度。组分的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种气体检测装置


[0001]本专利技术涉及气体检测
，尤其涉及一种气体检测装置。

技术介绍

[0002]气体检测技术在现代社会中有着广泛的应用，如空气中有害气体含量的测定，农业生产中的臭氧、沼气的浓度检测，化工、医学领域中的特殊气体的浓度检测等，上述所涉及到的气体都离不开气体检测技术。
[0003]基于光声光谱技术的光声气体检测装置是通过将待测气体吸收的光能转换为声波能量从而对气体进行检测的高精度痕量技术。经过调制的激光照射到待测气体分子上时，气体分子会在其吸收谱线处产生吸收从基态跃迁到激发态，然后通过碰撞弛豫回到基态，在此过程中光能转化为内能并使温度升高，进而导致压力变化，如果激光光源以声波波段的频率进行调制，则会产生周期变化的压力波，即声波。用声学传感器探测到这个声学信号，就可反演出待测气体的浓度信息。
[0004]但是，专利技术人经过研究发现，现有的红外光声气体检测装置中的光声检测中的光声信号较弱，进而导致检测的精度较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种气体检测装置，以解决现有技术的光声气体检测装置的光声信号较弱的技术问题，本专利技术能够增强气体吸收的光程，进而提高气体的检测精度。
[0006]本专利技术提供的气体检测装置，包括激光发生模块、光声池、处理器；
[0007]所述激光发生模块的波长调控端与所述处理器连接；
[0008]所述光声池的一侧设有第一反射棱镜，另一侧设有第二反射棱镜，所述激光发生模块的入射光束在所述第一反射棱镜和所述第二反射棱镜之间往返反射，形成经过所述光声池的多路反射光束；其中，所述第一反射棱镜的出光面小于所述第二反射棱镜的反射面；
[0009]所述光声池的待测气体与所述反射光束反应产生声信号，并将所述声信号转换为电信号传输至所述处理器。
[0010]优选的，所述激光发生装置、所述第一反射棱镜与所述第二反射棱镜依次间隔设置，所述第一反射棱镜的出光面与所述第二反射棱镜的反射面相对且平行设置。
[0011]优选的，所述第一反射镜为腰边长为20mm的等腰直角棱镜，所述第二反射镜为腰边长14mm的等腰直角棱镜。
[0012]优选的，所述处理器包括锁相放大器、函数发生器、加法器以及PC机；
[0013]所述锁相放大器的电信号输入端连接所述光声池的电信号输出端，所述锁相放大器的光声信号输出端连接所述PC机；所述函数发生器的锯齿波信号输出端连接所述锁相放大器的调制控制端；
[0014]所述锁相放大器的正弦波输出端连接所述加法器的第一输入端，所述函数发生器的高电平电压信号输出端连接所述加法器的第二输入端，所述加法器的输出端连接所述激
光发生模块的波长调控端。
[0015]优选的，所述光声池包括气室、设置在气室内腔的声谐振器、设置在所述气室底部中间的声电转换器、对称设置在所述声谐振器两侧的第一缓冲气室和第二缓冲气室，固定在所述气室两侧的2个光透镜；所述第一缓冲气室设置有与所述第一缓冲气室相贯通的进气口，所述第二缓冲气室设置有与所述第二缓冲气室相贯通的出气口。
[0016]优选的，所述光透镜为BaF2平面镜。
[0017]优选的，所述气体检测装置还包括与所述激光发生模块连接的激光放大模块，所述激光放大模块用于增强所述激光发生模块发射出的红外激光源。
[0018]优选的，所述激光放大模块包括掺铒光纤放大器，所述掺铒光纤放大器包括前置放大器、第一光过滤器、功率放大器和第二光过滤器，所述前置放大器的信号输出端连接所述第一光过滤器的输入端，所述第一光过滤器的输出端连接所述功率放大器的信号输入端，所述功率放大器的信号输出端连接所述第二光滤器。
[0019]优选的，所述气体检测装置，还包括：
[0020]与所述进气口连接的气体混合室；
[0021]连接在所述气体混合室两侧的第一流量控制器和第二流量控制器；
[0022]与所述第一流量控制器连接的待测气体瓶；
[0023]与所述第二流量控制器连接的氮气瓶；
[0024]连接在所述待测气体瓶和所述第一流量控制器之间的第一电磁阀；
[0025]连接在所述氮气瓶和所述第二流量控制器之间的第二电磁阀。
[0026]与现有技术相比，本专利技术提供的气体检测装置具有以下有益效果：本专利技术提供的气体检测装置包括激光发生模块、光声池、处理器，所述激光发生模块的波长调控端与所述处理器连接，以使得所述处理器对所述激光发生模块发出的激光波长进行调制，且所述光声池的一侧设有第一反射棱镜，另一侧设有第二反射棱镜，所述激光发生模块的入射光束在所述第一反射棱镜和所述第二反射棱镜之间往返反射，形成经过所述光声池的多路反射光束，所述光声池的待测气体与多路所述反射光束反应产生声信号，并通过光声池将所述声信号转换为电信号传输至所述处理器，该处理器通过对所述电信号处理，得到待测气体的组分检测结果，由于本专利技术在光声池的两侧分别设有第一反射棱镜和第二反射棱镜，从而形成多路红外光，有利于光声池中光的吸收，从而增强光声池的光的功率，进而提高气体组分的检测精度。
附图说明
[0027]图1是本专利技术实施例提供的气体检测装置的结构框图；
[0028]图2是本专利技术实施例提供的光声池的结构图；
[0029]图3是本专利技术实施例中一种实施方式提供的气体检测装置的部分结构框图；
[0030]图4是本专利技术实施例中另一种实施方式提供的气体检测装置的部分结构框图；
[0031]图中，1、激光发生模块；2、光声池；21、第一反射棱镜；22、第二反射棱镜；201、气室；202、声电转换器；203、声谐振器；204、第一缓冲气室；205、第二缓冲气室；206、光透镜；207、进气口；208、出气口；3、处理器；31、锁相放大器；32、函数发生器；33、加法器；34、PC机；4、气体混合室；5、第一流量控制器；6、第二流量控制器；7、待测气体瓶；8、氮气瓶；9、第一电
磁阀；10、第二电磁阀；11、激光放大模块；111、前置放大器；112、第一光过滤器；113、功率放大器；114、第二光过滤器。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]参见图1，图1是本专利技术实施例提供的气体检测装置的结构框图。本专利技术实施例提供的气体检测装包括激光发生模块1、光声池2、处理器3；
[0034]所述激光发生模块1的波长调控端与所述处理器3连接；
[0035]所述光声池2的一侧设有第一反射棱镜21，另一侧设有第二反射棱镜22，所述激光发生模块1的入射光束在所述第一反射棱镜21和所述第二反射棱镜22之间往返反射，形成经过所述光声池2的多路反射光束；其中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体检测装置，其特征在于，包括激光发生模块、光声池、处理器；所述激光发生模块的波长调控端与所述处理器连接；所述光声池的一侧设有第一反射棱镜，另一侧设有第二反射棱镜，所述激光发生模块的入射光束在所述第一反射棱镜和所述第二反射棱镜之间往返反射，形成经过所述光声池的多路反射光束；其中，所述第一反射棱镜的出光面小于所述第二反射棱镜的反射面；所述光声池的待测气体与所述反射光束反应产生声信号，并将所述声信号转换为电信号传输至所述处理器。2.如权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，所述激光发生装置、所述第一反射棱镜与所述第二反射棱镜依次间隔设置，且所述第一反射棱镜的出光面与所述第二反射棱镜的反射面相对且平行设置。3.如权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，所述第一反射镜为腰边长20mm的等腰直角棱镜，所述第二反射镜为腰边长14mm的等腰直角棱镜。4.如权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，所述处理器包括锁相放大器、函数发生器、加法器以及PC机；所述锁相放大器的电信号输入端连接所述光声池的电信号输出端，所述锁相放大器的光声信号输出端连接所述PC机；所述函数发生器的锯齿波信号输出端连接所述锁相放大器的调制控制端；所述锁相放大器的正弦波输出端连接所述加法器的第一输入端，所述函数发生器的高电平电压信号输出端连接所述加法器的第二输入端，所述加法器的输出端连接所述激光发生模块的波长调控端。5.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周福升，廖建平，王邸博，高帆，卓然，陈宇飞，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心，
类型：发明
国别省市：