[發明專利]基于光聲檢測的氣體傳感器

無效

• 申請號: 201080045002.2
• 申請日: 2010-09-23
• 公開（公告）號: CN102713565A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 石鐘恩;C·G·卡諾;劉安平;S·C·波拉德;謝峰
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 江磊

1.一種用來對至少一種目標氣體的濃度進行檢測的光聲氣體檢測器，所述氣體檢測器包括：

激光源；

諧振器，該諧振器沿著一條縱軸延伸，所述諧振器具有第一端部、第二端部、以及位于所述第一端部和第二端部之間的內部空腔，所述內部空腔沿著所述縱軸延伸，在所述第一端部和第二端部之間限定縱向開口，所述內部空腔設置成用來使得來自所述激光源的激光束通過所述縱向開口；

沿著所述諧振器的縱向長度設置的至少一個音叉，所述音叉包括第一叉尖和第二叉尖，所述縱軸不與所述第一叉尖和第二叉尖之間的區域交叉。

2.如權利要求1所述的氣體檢測器，其特征在于，所述諧振器包括圓柱形管。

3.如權利要求1所述的氣體檢測器，其特征在于，所述第一叉尖和第二叉尖大體平行于所述縱軸。

4.如權利要求1所述的氣體檢測器，其特征在于，所述第一叉尖和第二叉尖大體垂直于所述縱軸。

5.如權利要求1所述的氣體檢測器，其特征在于，所述氣體檢測器能夠對濃度小于200ppm的至少一種目標氣體進行檢測。

6.如權利要求1所述的氣體檢測器，其特征在于，所述諧振器的結構諧振頻率基本上與所述音叉的結構諧振頻率一致。

7.如權利要求1所述的氣體檢測器，其特征在于，所述諧振器和音叉整體化安裝在一個單獨的平臺上。

8.如權利要求1所述的氣體檢測器，其特征在于，所述諧振器具有拋物線形的橫截面，所述音叉至少部分地設置在所述拋物線形橫截面的焦點上。

9.如權利要求1所述的檢測器，其特征在于，所述檢測器能夠檢測至少兩種目標氣體的濃度。

10.如權利要求1所述的檢測器，其特征在于，所述至少一個音叉包括至少兩個音叉。

11.一種采用光聲檢測來測定至少一種目標氣體的濃度的方法，所述方法包括：

從激光源將激光束引入聲學諧振器的內部空腔內，所述諧振器和所述內部空腔沿著縱軸延伸，所述內部空腔包含一種濃度的至少一種目標氣體，所述激光束和所述至少一種目標氣體之間的相互作用在所述諧振器內部造成聲學信號積累；

通過沿著所述諧振器的縱向長度設置的至少一個音叉產生與所述至少一種目標氣體的濃度相關的諧振吸收信號，所述音叉包括第一叉尖和第二叉尖，所述縱軸不與所述第一叉尖和第二叉尖之間的區域交叉。

12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述諧振器包括圓柱形管。

13.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法能夠對濃度小于200ppm的至少一種目標氣體進行檢測。

14.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述諧振器的結構諧振頻率基本上與音叉的結構諧振頻率一致。

15.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述諧振吸收信號比背景噪音信號大至少10倍。

16.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少一個音叉包括至少兩個音叉。

17.如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法能夠產生與所述至少一種目標氣體的濃度相關的諧振吸收信號，同時校準諧振器內部空腔內的溫度和壓力。

18.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法能夠在將激光束從激光源引入諧振器的內部空腔之后的1秒鐘之內，產生與所述至少一種目標氣體的濃度相關的諧振吸收信號。

19.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法能夠在至少700℃的溫度下，產生與至少一種目標氣體的濃度相關的諧振吸收信號。

20.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述激光源產生至少一種發射波長，其光譜線寬比氣體的吸收帶寬窄。

21.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述激光源能夠調諧其波長，以找到所述至少一種目標氣體的吸收峰。