[發(fā)明專利]用于光聲氣體傳感器的增強空腔

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110218592.0
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102331401A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B·弗里茨
• 申請（專利權(quán)）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉春元;蔣駿

1.一種光聲氣體傳感器，包括：

電磁輻射源(12)，被配置為發(fā)射電磁輻射(26)；

光聲池(18)，被配置為接收待檢測氣體樣品，其中所述光聲池(18)包括與所述光聲池(18)相鄰并被配置為將所述電磁輻射的至少一部分傳輸?shù)剿龉饴暢?18)中的光學(xué)元件(20)，其中所述光聲池(18)被成形為使得傳輸?shù)剿龉饴暢?18)中的電磁輻射在返回到所述光學(xué)元件(20)之前從所述光聲池(18)反射至少兩次；以及

聲檢測器(22)，聲學(xué)地耦合到所述光聲池(18)，所述聲檢測器(22)被配置為檢測與所述光聲池(18)中氣體樣品對電磁輻射的吸收相關(guān)的聲信號。

2.如權(quán)利要求1所述的光聲氣體傳感器，其中所述光學(xué)元件(20)被配置為僅傳輸對應(yīng)于待檢測氣體的吸收線的波長帶。

3.如權(quán)利要求2所述的光聲氣體傳感器，其中由所述電磁輻射源(12)發(fā)射的電磁輻射具有對應(yīng)于待檢測氣體的吸收線的波長。

4.如權(quán)利要求1所述的光聲氣體傳感器，其中所述光聲池(18)被成形為增加到所述光聲池(18)內(nèi)部的電磁輻射的光程長度。

5.如權(quán)利要求1所述的光聲氣體傳感器，其中：

所述光學(xué)元件(20)包括面向所述光聲池(18)的后側(cè)；

其中所述光學(xué)元件(20)的后側(cè)在電磁輻射的入射角大于閾角時反射電磁輻射，并且在入射角小于所述閾角時傳輸電磁輻射；并且

其中所述光聲池(18)被成形為使得通過光學(xué)元件(20)傳輸并且進入所述光聲池(18)的電磁輻射的至少大部分至少在電磁輻射第一次返回所述光學(xué)元件(20)時具有大于所述閾角的入射角。

6.如權(quán)利要求1所述的光聲氣體傳感器，其中所述光聲池(18)包括與所述光學(xué)元件(20)相對的后壁(30)，以及一個或多個側(cè)壁(27)，其中所述一個或多個側(cè)壁(27)中的至少一個相對于所述后壁(30)成非直角。

7.如權(quán)利要求1所述的光聲氣體傳感器，其中所述光聲池(18)包括與所述光學(xué)元件(20)相對的后壁(30)，以及一個或多個側(cè)壁(27)，其中所述后壁(30)與所述光學(xué)元件(20)的后壁不平行。

8.如權(quán)利要求1所述的光聲氣體傳感器，其中所述光聲池(18)包括與所述光學(xué)元件(20)相對的后壁(30)，以及一個或多個側(cè)壁(27)，其中所述后壁(30)和側(cè)壁(27)中的至少一個是彎曲的。

9.一種利用光聲氣體傳感器聲學(xué)地檢測氣體樣品濃度的方法，該方法包括：

利用電磁輻射源(12)生成處于一頻率的調(diào)制光束(26)，所述光束(26)具有對應(yīng)于待檢測氣體的吸收線的波長；

將所述調(diào)制光束(26)的至少一部分選擇性傳輸通過帶通濾波器(20)進入光聲池(18)，其中所述光聲池(18)被成形為使得到所述光聲池(18)內(nèi)部的調(diào)制光束(26)從所述帶通濾波器(20)的內(nèi)表面反射至少一次；

聲學(xué)地檢測與所述光聲池(18)內(nèi)氣體樣品對所述調(diào)制光束(26)的吸收相關(guān)的脈動聲信號。

10.如權(quán)利要求9所述的方法，進一步包括在所述電磁輻射源(12)和所述光聲池(18)之間提供沒有光學(xué)元件的光程。