[發明專利]一種新型光聲光譜氣體傳感器

在審

• 申請號: 202110324299.6
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113281261A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 戴云海;方雪靜;任啟明;施小東
• 申請（專利權）人: 安徽波匯智能科技有限公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 合肥左心專利代理事務所(普通合伙) 34152
• 代理人: 劉琴;王娜

本發明公開了一種新型光聲光譜氣體傳感器，包括主控板，所述主控板上對稱安裝有多個連接支架，多個所述連接支架的上端共同安裝有光源驅動板，所述光源驅動板的下表面居中安裝有電可調制光源，所述電可調制光源位于多個連接支架的中軸線上，所述主控板和光源驅動板通過固定在連接支架上的排線連接。本發明通過采用電可調制光源減小設備體積，通過封入高濃度待測氣體的氣室罩替代濾光片節省成本，且增加檢測的準確性，通過氣室罩、光電探測器和拾音器的搭配實現設備的多樣性和可選擇性，降低使用成本且便于大面積推廣。

技術領域

本發明涉及氣體傳感器領域，尤其涉及一種新型光聲光譜氣體傳感器。

背景技術

當一束調制光照射到透明容器內的氣體時，氣體在吸收光能后出現局部受熱膨脹，產生周期性受熱膨脹，發出聲波，這一聲波被聲敏傳感器接收，這就是氣體的光聲效應，不同入射光的波長，會使容器內不同的氣體受熱膨脹，形成光聲光譜，利用光聲光譜原理，可以分辨氣體并檢測氣體濃度。

光聲光譜氣體傳感器通常使用激光光源，這源于激光的高單色性，并能夠進行調制，產生可以容易被檢測到的聲波，受限于激光器的制造工藝，采用激光光源的光聲光譜氣體傳感器波長受限，檢測的氣體有限，而使用非激光光源價格低廉，但通常需要配有氣體特定吸收波段的窄帶濾光片，價格昂貴。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種新型光聲光譜氣體傳感器。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種新型光聲光譜氣體傳感器，包括主控板，所述主控板上對稱安裝有多個連接支架，多個所述連接支架的上端共同安裝有光源驅動板，所述光源驅動板的下表面居中安裝有電可調制光源，所述電可調制光源位于多個連接支架的中軸線上，所述主控板和光源驅動板通過固定在連接支架上的排線連接。

優選地，所述主控板的上表面位于多個連接支架之間安裝有氣室罩，所述氣室罩的上表面安裝有透光窗片，所述透光窗片與電可調制光源之間形成空氣間隙，所述主控板上分別安裝有光電探測器和拾音器，所述光電探測器和拾音器均位于氣室罩內，所述光電探測器和透光窗片均位于電可調制光源的正下方。

優選地，所述主控板上安裝有微控制單元MCU，用于控制光源驅動板發出脈沖光源，并對拾音器發送的信號進行處理。

優選地，所述拾音器為微機電系統MEMS麥克風芯片，用于將聲波信號轉換為數字信號輸出。

優選地，所述主控板的上表面位于多個連接支架之間對稱安裝有兩個氣室罩，每個所述氣室罩的上表面均安裝有透光窗片，兩個所述透光窗片與電可調制光源之間形成空氣間隙，所述主控板上位于兩個氣室罩內均分別安裝有光電探測器和拾音器，兩個所述光電探測器關于電可調制光源對稱且均位于電可調制光源的正下方。

優選地，所述主控板的上表面位于多個連接支架之間環形對稱安裝有多個氣室罩，每個所述氣室罩的上表面均安裝有透光窗片，多個所述透光窗片與電可調制光源之間形成空氣間隙，所述主控板上位于每個氣室罩內均分別安裝有光電探測器和拾音器，多個所述光電探測器關于電可調制光源環形對稱，每個所述光電探測器均位于主控板上電可調制光源的垂直投影區域和對應透光窗片的垂直投影區域的重合處。

本發明具有以下有益效果：

1、采用電可調制光源，該光源體積小，不需要機械調制裝置，使得整個光聲光譜氣體傳感器裝置體積大大縮小，且無濾光片結構，采用高濃度待測氣體氣室罩替代濾光片，降低了成本。

2、通過在氣室罩內封入待測氣體進行檢測，則使得氣室罩內檢測后的待測氣體濃度已知，然后將空氣間隙內擴散的待測氣體引起的光聲信號變化量反應在已知氣體上，從而獲得其光聲信號，實現了光聲光譜氣體傳感器的氣體選擇性，增加檢測的準確性，且降低了成本。