[發明專利]一種雙級增強型光聲光譜檢測器裝置及其檢測方法

在審

• 申請號: 201711267217.9
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107817219A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 何衛鋒;郭志廣;楊文義;李紅旗;黃志江;于欽剛;郝玉亮;郭哲
• 申請（專利權）人: 北京國網富達科技發展有限責任公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/3504;G01N21/01
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 沈金輝

技術領域

本發明屬于檢測系統技術領域，涉及一種雙級增強型光聲光譜檢測器裝置及其檢測方法。

背景技術

傳統的光譜中，光散射，反射是最大的干擾，因此樣品吸收光能量的大小是通過測量透射光的強度并從入射光強度中減去透射光強度所得的差額來確定的，而光與組織相互作用過程必然伴隨著一定的反射，散射和其他的光損失，這將導致入射光強度的降低。此外，傳統光聲光譜探測的是光與組織相互作用后的透射光信號，因此樣品就必須具有一定的透光性。與之相比，光聲光譜技術所檢測的是因組織吸收光能而產生的超聲信號，這種超聲信號的強弱直接反映了物質吸收光能量的大小。從而避免了因樣品中光的反射，散射等引起的信號干擾；同時還可以針對弱吸收樣品適當增大入射光的輻照功率來提高信噪比。因此，它被廣泛應用于各種實驗檢測，如透明的或不透明的固體，液體，氣體，膠體，晶體或非晶體等，從本質上解決了傳統光譜法對弱吸收，強散度，不透明等樣品檢測的難題。

但是一般的光聲光譜檢測裝置普遍存在以下問題：(1)現有的光聲光譜檢測裝置只能通過采氣袋采氣，然后注入到光聲光譜檢測裝置中，由于采氣袋的密封性、采集過程和存放時間都會對分解組分的濃度有影響，因此不能保證檢測的精度；(2)現有的光聲光譜檢測裝置體積龐大，由多個(寬譜紅外光源、硒化鋅透鏡、斬波器、斬波器控制器、濾光片輪、濾光片、硒化鋅窗片、光聲池、光學支架、鎖相放大器及計算機等)分離的元件構成，現場使用不方便；(3)檢測方法中，人工操作多，讀數必須通過示波器，不便于現場自動檢測。

發明內容

鑒于上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供種雙級增強型光聲光譜檢測器裝置及其檢測方法。該種雙級增強型光聲光譜檢測器裝置能夠進行非接觸性測量，不消耗氣體；且整體結構簡單，占地面積小，易于操作。

為了達到前述的發明目的，本發明提供了一種雙級增強型光聲光譜檢測器裝置，根據光聲光譜分析的順序走向，所述雙級增強型光聲光譜檢測器裝置依次包括脈沖紅外光源、分析氣室和光聲光室，所述分析氣室的出氣口與穩壓系統連接，所述分析氣室的進氣口依次連通循環氣泵和連續負壓脫氣裝置，所述分析氣室與所述光聲光室之間設置有濾光輪；

所述濾光輪上設置有若干沿圓周方向均勻分布的若干濾光片；

所述雙級增強型光聲光譜檢測器裝置還設置有通訊模塊和數據處理模塊，所述分析氣室和光聲光室與所述數據處理模塊信號接連，所述脈沖紅外光源、分析氣室、濾光輪、光聲光室、循環氣泵、連續負壓脫氣裝置和數據處理模塊分別與所述通訊模塊數據傳輸連接，并通過所述通訊模塊與主站計算機數據傳輸連接。

上述數據處理模塊可以為單片機，單片機設置有自動化程序，可以控制分析氣室、連續負壓脫氣裝置、濾光輪和光聲光室進行自動化的光聲光譜檢測，以及各模塊、功能部件的自檢，并將檢測和自檢結果通過通訊模塊傳輸給主站計算機顯示，以進行后續的人機交互。

上述雙級增強型光聲光譜檢測器裝置通過穩壓系統和連續負壓脫氣裝置，實現檢測氣體的穩定脫出，然后經過分析氣室和光聲光室兩道檢測，能夠實現對脫出氣體的多組分氣體分析，模擬信號檢測，和數字信號處理；裝置中的各功能檢測器件通過通訊模塊與主站計算機實現數據傳輸連接，操作人員可以通過主站計算機的系統軟件實現與裝置的人機交互。對上述雙級增強型光聲光譜檢測器裝置的連接，可以根據需要設置必要的電磁閥實現檢測氣體的流通。

根據本發明的具體實施例，優選地，所述光聲光室設置有光聲池和光聲光譜探測器。

根據本發明的具體實施例，優選地，所述光聲光譜探測器的分辨率為0.1ppm，精確度為±3％。

根據本發明的具體實施例，優選地，所述光聲光譜探測器包括毛細管、拾音器和光聲信號放大器；

所述毛細管和拾音器分別與所述光聲信號放大器信號連接，所述光聲信號放大器與所述數據處理模塊信號連接。

根據本發明的具體實施例，優選地，所述分析氣室中設置有加熱裝置和熱能吸收檢測器，所述熱能吸收檢測器與所述數據處理模塊信號連接。所述穩壓系統與所述分析氣室的出氣口之間設置有第一電磁閥。

根據本發明的具體實施例，優選地，所述連續負壓脫氣裝置由油泵、脫氣裝置和氣泵構成，所述油泵與所述脫氣裝置的與原料入口連通，所述氣泵與所述脫氣裝置的氣體出口連通，所述氣泵與所述循環氣泵的入口連通。所述油泵與所述脫氣裝置之間設置有第二電磁閥。