[發明專利]光聲光譜增強裝置以及使用該裝置進行氣體檢測的方法

有效

• 申請號: 202110571618.3
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113109268B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 朱維潤;黎敏
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/01
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 何明倫

1.一種光聲光譜增強裝置，其特征在于，包括如下結構：具有底面為正六邊形的棱柱形光聲氣體池；在所述光聲氣體池內的三個相互交叉的氣體諧振腔，所述氣體諧振腔沿平行于所述底面方向且從棱柱沿中心對稱的兩個側面之間延伸，所述棱柱的側面的個數為六個，并且三個所述氣體諧振腔在平行于所述底面的同一平面內的中心點相互交叉重疊；所述棱柱的每個側表面與所述氣體諧振腔之間均具有緩沖腔，每一個所述氣體諧振腔的兩端分別與兩個所述緩沖腔相連通；在所述交叉重疊位置具有一孔槽，在所述孔槽內具有微音器；三個所述氣體諧振腔的長度相同；

沿垂直于棱柱的六個側面其中的第一面對應的緩沖腔表面的方向垂直入射激光束，在與所述第一面中心對稱的第二面的外側具有與水平面成第一角度的第一長度的第一平面鏡；與所述第一面相鄰的兩個面為第三面和第四面，其中所述第三面為激光束的出光面，所述第四面的外部具有與水平面成第二角度的第二長度的第二平面鏡；與所述第四面中心對稱的第五面的外部具有與水平面成第三角度的第三長度的第三平面鏡；所述第二長度與第三長度相同且小于第一長度，第二角度為30°，第三角度為60°，第一角度為直角，所述的水平面為與三個所述氣體諧振腔所在面平行的面；

沿垂直于棱柱的六個側面其中的第一面對應的緩沖腔表面的方向垂直入射激光束，激光束經過第二面后被所述第一平面鏡反射到第三平面鏡，第三平面鏡將激光束反射后通過棱柱的第五面和第四面，激光束通過第四面后入射到第二平面鏡，被第二平面鏡反射到第一平面鏡，然后被第一平面鏡反射通過第六面，最后從第三面出射。

2.根據權利要求1所述的光聲光譜增強裝置，其特征在于，所述微音器連接檢測裝置。

3.根據權利要求1所述的光聲光譜增強裝置，其特征在于，所述光聲光譜增強裝置還包括外部的信號發生器，所述信號發生器能夠使用電信號控制激光器進行脈沖輸出調制。

4.一種使用如權利要求1-3任一項所述的光聲光譜增強裝置進行氣體檢測的方法，包括以下步驟：步驟S1：將待檢測氣體通入到光聲光譜增強裝置中；步驟S2：沿垂直于棱柱的六個側面其中的第一面對應的緩沖腔表面的方向垂直入射激光束，激光束經過第二面后被所述第一平面鏡反射到第三平面鏡，第三平面鏡將激光束反射后通過棱柱的第五面和第四面，激光束通過第四面后入射到第二平面鏡，被第二平面鏡反射到第一平面鏡，然后被第一平面鏡反射通過第六面，最后從第三面出射；步驟S3：三個氣體諧振腔在同一平面內的中心點相互交叉重疊處的微音器結構將檢測到的聲波轉換為電信號進行測量。

5.如權利要求4所述的氣體檢測的方法，其特征在于，沿所述氣體諧振腔延伸方向，所述緩沖腔的長度是所述氣體諧振腔長度的一半。

6.如權利要求4所述的氣體檢測的方法，其特征在于，所述光聲氣體池上還包括有進氣口和出氣口。

7.如權利要求4所述的氣體檢測的方法，其特征在于，所述氣體諧振腔的長度為10-30mm，其直徑為2-4mm，所述緩沖腔直徑為6-10mm。

8.如權利要求4所述的氣體檢測的方法，其特征在于，每個所述緩沖腔外部均貼有圓形玻璃片，所述圓形玻璃片的直徑為10-12mm，所述圓形玻璃片的直徑大于緩沖腔的直徑。

9.如權利要求4所述的氣體檢測的方法，其特征在于，所述光聲氣體池的外殼材質為鋁、紫銅、樹脂或者鋼。