本申请提供了一种光声光谱气体探测装置，其包括：基板、位于基板上且与基板形成光声测量池的光声测量池主体、用于向光声测量池内发射电磁辐射的电磁辐射源、设于基板上且位于光声测量池内的声换能器以及覆盖在光声测量池的透气孔处的MEMS开关，通过控制MEMS开关在第一状态和第二状态之间的切换，实现光声测量池在需要待测气体进入时，而通过透气孔与外界保持连通，在进行气体测量时被MEMS开关完全密封而与外界隔绝，从而可有效的避免了光声测量池外界的噪声对待测气体探测结果的影响，提高测量信号的幅值，并大幅提升信噪比，进而提高了光声光谱探测装置的探测准确度。光声光谱探测装置的探测准确度。光声光谱探测装置的探测准确度。
【技术实现步骤摘要】
光声光谱气体探测装置
[0001]本申请涉及气体探测
，由其涉及一种光声光谱气体探测装置。
技术介绍
[0002]由PAS(Photo
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Acoustic Spectroscopy，光声光谱)现象制作的气体探测器(如CO2探测器)已在实际生产生活中开始使用，其利用气体对特定波长的电磁辐射的吸收后产生的声压来探测气体浓度。光声光谱气体探测器通常由以下几部分组成：电磁辐射源，声压探测器、控制器以及相应的非谐振式光声池。气体探测器实现气体探测的工作过程为：由控制器驱动电磁辐射源以特定频率发出特定波长的电磁辐射后照射向待测气体，待测气体吸收电磁辐射后产生相应的声压，声压被声压探测器探测后转换成气体探测电信号，并将气体探测电信号送往控制器进行处理，控制器根据已有算法或者标定好的LUT(Look
‑
Up
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Table，查找表)得到待测气体的浓度。光声光谱气体探测器相对于其他类型的气体探测器，如电化学气体探测器和NDIR(Non
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Dispersive InfraRed，非分散红外)气体探测器，其具有体积小、重量轻、成本和功耗低，且测量精度相对准确的优点，因此具有广阔的运用场景。
[0003]现有的光声光谱探测器的非谐振式光声池上设置有供待测气体进入的透气孔，非谐振式光声池可通过该透气孔与外界连通。因此，现有的光声光谱探测器在对待测气体进行探测过程中，容易受到外界噪音的干扰，从而影响了气体探测的准确度。
技术实现思路
[0004]为解决存在的技术问题，本申请提供一种探测准确度高的光声光谱气体探测装置。
[0005]一种光声光谱气体探测装置，包括：
[0006]基板；
[0007]位于所述基板的第一侧的光声测量池主体，所述光声测量池主体与所述基板限定包围所述待测气体测量体积的光声测量池，所述光声测量池具有用于供待测气体进入所述光声测量池内的透气孔；
[0008]电磁辐射源，用于向所述声光测量池内发射电磁辐射；
[0009]位于所述光声测量池内的声换能器，所述声换能器用于将所述待测气体吸收所述电磁辐射后产生的声波转换成表征所述待测气体浓度的测量电信号；
[0010]设置所述透气孔处的MEMS开关，所述MEMS开关包括相对的固定电极结构和可移动电极结构，所述固定电极结构具有通孔，所述可移动电极结构面向所述固定电极结构的一侧设有与所述通孔对应的凸块；
[0011]在所述MEMS开关处于第一状态时，所述凸块封堵对应的所述通孔，所述声光测量池通过所述MEMS开关与外界隔离；
[0012]在所述MEMS开关处于第二状态时，所述凸块与所述通孔物理隔离，所述声光测量池通过所述透气孔与所述外界连通。
[0013]在一些实施例中，所述凸块为不导电凸块。
[0014]在一些实施例中，所述透气孔的数量为多个，所述通孔和所述凸块的数量与所述透气孔对应。
[0015]在一些实施例中，所述MEMS开关的结构为单触点悬臂梁式、单触点桥膜式、多触点悬臂梁式多触点桥膜式以及扭转摆式中的一种。
[0016]在一些实施例中，所述MEMS开关的闭合时间点与所述电磁辐射源发射所述电磁辐射的时间点相同，或所述MEMS开关的闭合时间点比所述电磁辐射源发射电磁辐射的时间点早预设时间。
[0017]在一些实施例中，所述的光声光谱气体探测装置，还包括：
[0018]覆盖在所述透气孔处的防水透气膜；
[0019]所述防水透气膜和所述MEMS开关中的一个位于所述光声测量池内壁，另一位于所述光声测量池的外壁。
[0020]在一些实施例中，所述透气孔设置于所述光声测量池主体；
[0021]所述MEMS开关位于所述光声测量池主体的内壁，以覆盖所述透气孔；
[0022]所述防水透气膜位于所述光声测量池主体的外壁，以覆盖所述透气孔。
[0023]在一些实施例中，所述透气孔设置于所述基板；
[0024]所述MEMS开关位于所述基板的第一侧，以覆盖所述透气孔；
[0025]所述防水透气膜位于所述基板的第二侧，以覆盖所述透气孔；
[0026]所述基板的第一侧与所述基板的第二侧为相对的两侧。
[0027]在一些实施例中，所述的光声光谱气体探测装置，还包括：
[0028]位于所述光声测量池内的湿度传感器；
[0029]在所述湿度传感器感测的湿度大于湿度阈值时，所述MEMS开关由所述第二状态切换为所述第一状态。
[0030]在一些实施例中，所述MEMS开关的所述固定电极结构接触所述透气孔，所述固定电极结构的所述通孔与所述透气孔连通。
[0031]在一些实施例中，所述MEMS开关的所述可移动电极结构接触所述透气孔；
[0032]所述可移动电极结构在所述基板上的投影至少裸露部分所述透气孔，所述固定电极结构在所述基板上的投影覆盖全部所述透气孔。
[0033]在一些实施例中，所述声换能器为MEMS麦克风；
[0034]所述MEMS麦克风设置于所述MEMS开关远离所述透气孔的一侧上。
[0035]在一些实施例中，所述固定电极结构接触所述透气孔处，所述可移动电极结构的第一端通过第一支撑块支撑所述固定电极结构的第一端上；
[0036]所述可移动电极结构的第一端和所述固定电极结构的第二端上分别设置有第二支撑块和第三支撑块；
[0037]所述MEMS麦克风通过所述第二支撑块和所述第三支撑块支撑在所述MEMS开关上。
[0038]在一些实施例中，所述可移动电极结构接触所述透气孔处；
[0039]所述MEMS开关的所述固定电极结构为所述MEMS麦克风的支撑背板。
[0040]在一些实施例中，所述的光声光谱气体探测装置，还包括：
[0041]控制器，所述控制器被配置为产生所述电磁辐射源的发射驱动信号和所述MEMS开
关的开关驱动信号，以及根据所述测量电信号确定所述待测气体的浓度。
[0042]在一些实施例中，所述控制器位于所述基板的第一侧，且位于所述声光测量池外。
[0043]在一些实施例中，所述电磁辐射源和所述控制器均位于所述基板的第一侧，且均位于所述声光测量池内。
[0044]在一些实施例中，所述电磁辐射源包括红外光源。
[0045]在一些实施例中，所述MEMS开关的驱动方式为静电式驱动。
[0046]由上可见，本申请实施例提供的光声光谱气体探测装置，在透气孔处覆盖MEMS开关，通过控制MEMS开关在第一状态和第二状态之间的切换，实现光声测量池在需要待测气体进入时，而通过透气孔与外界保持连通，在进行气体测量时被MEMS开关完全密封而与外界隔绝，从而可有效的避免了光声测量池外界的噪声对待测气体探测结果的影响，提高测量信号的幅值，并大幅提升信噪比，进而提高了光声光谱探测装置的探测准确度。
附图说明
[0047]附本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光声光谱气体探测装置，其特征在于，包括：基板；位于所述基板的第一侧的光声测量池主体，所述光声测量池主体与所述基板限定包围所述待测气体测量体积的光声测量池，所述光声测量池具有用于供待测气体进入所述光声测量池内的透气孔；电磁辐射源，用于向所述声光测量池内发射电磁辐射；位于所述光声测量池内的声换能器，所述声换能器用于将所述待测气体吸收所述电磁辐射后产生的声波转换成表征所述待测气体浓度的测量电信号；设置于所述透气孔处的MEMS开关，所述MEMS开关包括相对的固定电极结构和可移动电极结构，所述固定电极结构具有通孔，所述可移动电极结构面向所述固定电极结构的一侧设有与所述通孔对应的凸块；在所述MEMS开关处于第一状态时，所述凸块封堵对应的所述通孔，所述声光测量池通过所述MEMS开关与外界隔离；在所述MEMS开关处于第二状态时，所述凸块与所述通孔物理隔离，所述声光测量池通过所述透气孔与所述外界连通。2.根据权利要求1所述的光声光谱气体探测装置，其特征在于，所述凸块为不导电凸块。3.根据权利要求1所述的光声光谱气体探测装置，其特征在于，所述透气孔的数量为多个，所述通孔和所述凸块的数量与所述透气孔对应。4.根据权利要求1所述的光声光谱气体探测装置，其特征在于，所述MEMS开关的结构为单触点悬臂梁式、单触点桥膜式、多触点悬臂梁式、多触点桥膜式以及扭转摆式中的一种。5.根据权利要求1所述的光声光谱气体探测装置，其特征在于，所述MEMS开关的闭合时间点与所述电磁辐射源发射所述电磁辐射的时间点相同，或所述MEMS开关的闭合时间点比所述电磁辐射源发射电磁辐射的时间点早预设时间。6.根据权利要求1所述的光声光谱气体探测装置，其特征在于，还包括：覆盖在所述透气孔处的防水透气膜；所述防水透气膜和所述MEMS开关中的一个位于所述光声测量池内壁，另一位于所述光声测量池的外壁。7.根据权利要求6所述的光声光谱气体探测装置，其特征在于，所述透气孔设置于所述光声测量池主体；所述MEMS开关位于所述光声测量池主体的内壁，以覆盖所述透气孔；所述防水透气膜位于所述光声测量池主体的外壁，以覆盖所述透气孔。8.根据权利要求7所述的光声光谱气体探测装置，其特征在于，所述透气孔设置于所述基板；所述MEMS开关位于所述基板的第一侧，以覆盖所述透气孔；所述防水透气膜位于所述基板的第二侧，以覆盖所述透气孔；...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢双伟，
申请(专利权)人：苏州睿新微系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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