[發明專利]一種高靈敏度可遙測式氣體傳感器

有效

• 申請號: 202010289370.7
• 申請日: 2020-04-14
• 公開（公告）號: CN111413281B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 宮振峰;陳珂;梅亮;于清旭
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/31;G01N21/01
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種高靈敏度可遙測式氣體傳感器，其特征在于，該高靈敏度可遙測式氣體傳感器包括金屬殼體(1)、緩沖室(2)、諧振腔(3)、集成化傳感探頭(4)、密封蓋(5)、反射鏡(6)和氣孔(7)；其中，所述的金屬殼體(1)內加工有圓柱形緩沖室(2)和諧振腔(3)結構，兩者構成T型共振光聲池；所述的金屬殼體(1)靠近緩沖室(2)一側與圓柱形密封蓋(5)可拆卸連接；所述的密封蓋(5)中間部位鑲嵌有反射鏡(6)，用于提高激勵光源的反射效率；所述的密封蓋(5)上開有多個氣孔(7)，用于氣體交換；所述的金屬殼體(1)靠近諧振腔(3)一側與集成化傳感探頭(4)可拆卸連接，調制頻率與T型共振光聲池一階共振頻率相同的激勵光源從集成化傳感探頭(4)中間部位射出，引起諧振腔(3)內待測氣體的周期性振動，從而產生共振光聲信號；集成化傳感探頭(4)所處的位置為共振光聲信號的波腹位置，此處光聲信號為極大值；集成化傳感探頭(4)將共振光聲信號采集，通過信號處理得到待測氣體的濃度信息。

2.根據權利要求1所述的高靈敏度可遙測式氣體傳感器，其特征在于，所述的集成化傳感探頭(4)主要由螺紋外殼(8)、光纖F-P聲波傳感器的探測光纖(9)、激勵光源的入射光纖(10)、F-P腔(11)和懸臂梁膜片(12)組成；其中，螺紋外殼(8)與高靈敏度可遙測式氣體傳感器的金屬殼體(1)可拆卸連接；光纖F-P聲波傳感器的探測光纖(9)前端與F-P腔(11)遠離懸臂梁膜片(12)一側相齊，并且偏離集成化傳感探頭(4)橫截面中心位置，用于傳輸光纖F-P聲波傳感器的探測光源；激勵光源的入射光纖(10)前端與懸臂梁膜片(12)相齊，并且處于集成化傳感探頭(4)橫截面的中心位置，用于傳輸光聲信號的激勵光源。

3.根據權利要求2所述的高靈敏度可遙測式氣體傳感器，其特征在于，所述的懸臂梁膜片(12)主要由不銹鋼片(13)、小孔(14)和懸臂梁(15)組成；其中，不銹鋼片(13)中心位置開有小孔(14)，激勵光源的入射光纖(10)中傳輸的光聲信號激勵光源從小孔(14)穿過；懸臂梁(15)的位置與光纖F-P聲波傳感器的探測光纖(9)在一條軸線上，從而使光纖F-P聲波傳感器的探測光纖(9)中發射出的探測光源正好射到懸臂梁(15)的中間梁靠下的位置，此時集成化傳感探頭對光聲信號的探測靈敏度最大。