【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气体检测，更具体地，涉及一种抗震式光声池及光声光谱气体检测系统。
技术介绍
1、光声光谱技术是检测痕量气体的一项关键技术，通常可以将光声光谱气体检测系统按照工作模式划分为非谐振式和谐振式两种。非谐振式光声光谱气体检测系统通常工作在低频的非谐振式模式下，采用宽谱热辐射红外光源结合不同通带滤光片的方式实现多组分气体检测。
2、非谐振式光声光谱检测系统中，光声池作为必不可少的器件之一，承担着作为承载气体产生光声信号的容器的作用。在非谐振式光声光谱检测系统中，光声池的池壁和池窗吸收引入的同频噪声，以及外界环境振动引起的机械噪声为两项主要噪声，需要在系统设计时进行抑制。当在安静的环境工作时，外界环境的机械噪声主要由系统本身的斩波器、散热器等工作时的机械振动产生。实际工作时，受工作场景影响，机械噪声源可能为汽车行驶、建筑施工、道路桥梁的修建等。
3、非谐振式光声光谱气体检测系统通常工作在低频条件下，受低频噪声影响严重。低频的机械噪声更是严重影响气体检测系统的信噪比，对气体的最低检测限影响极大。且目前的减震设计通常是针对机箱外壳实现的，缺乏对光声池结构的抗震设计。
技术实现思路
1、针对现有技术缺陷，本专利技术提供了一种抗震式光声池及光声光谱气体检测系统，旨在解决现有非谐振式光声光谱系统中难以抑制外界环境振动引起的噪声问题。
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种抗震式光声池，包括：光声池池体；光声池池体内设有光声池腔室、微音器后腔和
3、其中，微音器膜片位于光声池腔室与微音器后腔之间，并隔开光声池腔室与微音器后腔两个腔室中的气体，用于探测光声池腔室内产生的光声信号；
4、微音器后腔的重心位置与光声池腔室的重心位置位于微音器膜片的同一侧，且微音器后腔的重心位置比光声池腔室的重心位置距离微音器膜片更远；
5、微音器后腔的重心与光声池腔室的重心之间的距离d1满足：d2为微音器膜片厚度，ρ1为微音器膜片两侧气体的密度，ρ2为微音器膜片的材料密度。
6、进一步优选地，微音器后腔包括：微音器腔室、附加背腔和针孔管道；微音器腔室和附加背腔通过针孔管道连通；
7、微音器腔室与光声池腔室分别位于微音器膜片两侧；附加背腔和微音器腔室分别位于微音器膜片两侧，附加背腔的体积大于微音器腔室的体积，且附加背腔与微音器膜片之间的距离大于光声池腔室与微音器膜片之间的距离。
8、进一步优选地，微音器腔室的重心、光声池腔室的重心以及微音器膜片的质心位于同一条直线上。
9、进一步优选地，光声池腔室贯穿光声池池体，且两端均设置有池窗，用于透射激励光。
10、进一步优选地，上述光声池池体内还设有进气管道和出气管道；光声池腔室侧壁设置有与进气管道相连的进气口、以及与出气管道相连的出气口；
11、待测痕量气体通过进气管道经由进气口进入到光声池腔室内，最后经由出气口通过出气管道排出。
12、进一步优选地，光声池池体材料为金属材料。
13、第二方面，本专利技术还提供了一种光声光谱气体检测系统，包括：黑体辐射光源、光声池、斩波器、带通滤光片和信号解调模块；
14、光源出射的红外光经过准直后被斩波器进行强度调制，经过带通滤光片滤光之后入射至光声池产生光声信号，光声信号通过信号解调模块实现最终的信号解调，以实现气体检测；
15、其中，上述光声池为本专利技术第一方面所提供的抗震式光声池。
16、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
17、1、本专利技术提供了一种抗震式光声池，包括：光声池腔室、微音器后腔和微音器膜片，微音器后腔的重心位置与光声池腔室的重心位置位于在微音器膜片的同一侧，且微音器后腔的重心位置比光声池腔室的重心位置距离微音器膜片更远，微音器后腔的重心与光声池腔室的重心之间的距离与微音器膜片的材料密度和厚度相匹配，使得在振动环境下微音器膜片本身的惯性作用力与其两侧气体的惯性作用力相反，且能互相抵消，能够抑制外界振动带来的噪声。
18、2、进一步地，本专利技术所提供的抗震式光声池，微音器后腔包括通过针孔管道连通的微音器腔室、附加背腔和针孔管道，整体结构简单，使得本专利技术只需要光声池腔室、微音器腔室、附加背腔三个腔室，通过针孔管道将微音器腔室和附加背腔进行连通，选择材料密度、厚度相匹配的微音器膜片，并合理调整三个腔室的体积和位置，即可实现对外界振动噪声的抑制作用。
19、3、进一步地，本专利技术所提供的抗震式光声池，微音器腔室的重心、光声池腔室的重心以及微音器膜片的质心位于同一条直线上，以保证对外界环境的机械噪声实现最佳的抑制效果。
20、4、进一步地，本专利技术所提供的抗震式光声池，其光声池池体材料为金属材料，以实现更佳的外界声源隔绝以及更好的导热效果。
21、5、本专利技术所提供的光声光谱气体检测系统，由于采用了本专利技术第一方面所提供的抗震式光声池，能够抑制外界振动带来的噪声，大大提高了光声光谱气体检测的信噪比和检测限。
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1.一种抗震式光声池，其特征在于，包括：光声池池体；光声池池体内设有光声池腔室、微音器后腔和微音器膜片；
2.根据权利要求1所述的抗震式光声池，其特征在于，所述微音器后腔包括：微音器腔室、附加背腔和针孔管道；所述微音器腔室和所述附加背腔通过所述针孔管道连通；
3.根据权利要求2所述的抗震式光声池，其特征在于，所述微音器腔室的重心、所述光声池腔室的重心以及所述微音器膜片的质心位于同一条直线上。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的抗震式光声池，其特征在于，光声池腔室贯穿光声池池体，且两端均设置有池窗，用于透射激励光。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的抗震式光声池，其特征在于，所述光声池池体内还设有进气管道和出气管道；所述光声池腔室侧壁设置有与所述进气管道相连的进气口、以及与所述出气管道相连的出气口；
6.根据权利要求1-3任意一项所述的抗震式光声池，其特征在于，所述光声池池体材料为金属材料。
7.一种光声光谱气体检测系统，其特征在于，包括：黑体辐射光源、光声池、斩波器、带通滤光片和信号解调模块；
【技术特征摘要】
1.一种抗震式光声池，其特征在于，包括：光声池池体；光声池池体内设有光声池腔室、微音器后腔和微音器膜片；
2.根据权利要求1所述的抗震式光声池，其特征在于，所述微音器后腔包括：微音器腔室、附加背腔和针孔管道；所述微音器腔室和所述附加背腔通过所述针孔管道连通；
3.根据权利要求2所述的抗震式光声池，其特征在于，所述微音器腔室的重心、所述光声池腔室的重心以及所述微音器膜片的质心位于同一条直线上。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的抗震式光声池，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁平，付陆君，司马朝坦，刘德明，张江山，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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