CN110132847A - 一种便携式共振光声池 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光声光谱检测技术，具体来说，涉及一种便携式共振光声池，该光声池包括圆柱形谐振腔，圆柱谐振腔的两侧为凹面镜，在其中一半球体的中央开设入射光口，对应入射光口设置一凸面镜，在圆柱形谐振腔同侧上开设有一进气口和一出气口，对应进气口和一出气口的圆柱形谐振腔侧面上设置一麦克风。本发明通过两个凹面镜和一个凸面镜的形成的光的反复反射，经凹面镜反射后汇聚于圆柱形谐振腔几何中心处。之后光束射入另一侧凹面镜，再反射回谐振腔几何中心，当气体从圆柱形谐振腔进气口进入，出气口流出时，通过位于中央的麦克风发声。池内待测气体发生光声效应，探测气体浓度，结构上简单，便于携带。

Description

一种便携式共振光声池
技术领域
本发明属于光声光谱检测技术，具体来说，涉及一种便携式共振光声池。
背景技术
在微痕量气体检测技术中，光声光谱气体检测技术具有检测灵敏度高、选择性强等优点，已经在电力设施在线监测，大气环境监测，医学临床诊断及工业控制等领域具有重要的应用价值。光声光谱气体检测技术是以气体的光声效应为基础的高灵敏度检测技术，当光声池内的一部分气体分子吸收光辐射能量时，气体分子将从从基态跃迁到激发态，到达激发态分子最终通过无辐射跃迁将吸收的光能转化为为气体分子的动能，导致气体温度升高。当光声池内部容积一定时，光声池内气体温度升高，将会引起光声池内部压力变大。若光源以—定频率调制时，光声池内气体的温度就会发生同频率的变化，光声池内的压力也会发生同频率的变化，周期性变化的压力产生声信号。高灵敏度的微音器将探测到的声信号转换成电信号，放大的电信号通过锁相放大器提取，通过数据采集和数据处理就可以计算出待测气体浓度。光声池是气体产生光声效应的载体，光声池性能的好坏是影响光声光谱检测系统的检测灵敏度、信噪比和检测极限的重要因素。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种便携式共振光声池，解决包括共振光声池结构复杂，不便于携带的问题。
本发明是这样实现的，一种便携式共振光声池，该光声池包括圆柱形谐振腔，圆柱谐振腔的两侧为凹面镜，在其中一半球体的中央开设入射光口，对应入射光口设置一凸面镜，在圆柱形谐振腔同侧上开设有一进气口和一出气口，对应进气口和一出气口的圆柱形谐振腔侧面上设置一麦克风。
进一步地，所述凹面镜为半球形，在半球形与圆柱形谐振腔交界处的平面上设置凸面镜，并在交界处的平面设置一环形挡板，所述环形挡板与凹面镜形成环形的透光带。
进一步地，所述的麦克风放置在圆柱形谐振腔中间处。
进一步地，经调制激光光束从入射光口射入，经凸面镜反射到入射口侧凹面镜，经入射口侧凹面镜反射后汇聚于圆柱形谐振腔几何中心处，之后光束射入另一侧侧凹面镜，再反射回谐振腔几何中心。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：
本发明通过两个凹面镜和一个凸面镜的形成的光的反复反射，经凹面镜反射后汇聚于圆柱形谐振腔几何中心处。之后光束射入另一侧凹面镜，再反射回谐振腔几何中心，当气体从圆柱形谐振腔进气口进入，出气口流出时，通过位于中央的麦克风发声。池内待测气体发生光声效应，探测气体浓度，结构上简单，便于携带。同时可以随时随地的使用，不受环境的影响，可以制作成体积很小，对测量的精度没有影响。
附图说明
图1为本发明实施例提供的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，一种便携式共振光声池，该光声池包括圆柱形谐振腔，圆柱谐振腔1的两侧分别为第一凹面镜8和第二凹面镜6，第一凹面镜8和第二凹面镜6的内表面反光，第一凹面镜8和第二凹面镜6为半球形，在其中一半球体的中央开设入射光口4，对应入射光口设置一凸面镜5，从入射光口射入的光通过凸面镜5反射回第一凹面镜8，凸面镜设置在半球形与圆柱形谐振腔交界处的平面上，并在交界处的平面设置一环形挡板，环形挡板与凹面镜形成环形的透光带。经过第一凹面镜8的发射光通过透光带聚焦在圆柱形谐振腔的几何中心。
在圆柱形谐振腔同侧上开设有一进气口2和一出气口3，对应进气口和一出气口的圆柱形谐振腔侧面上设置放置口7放置麦克风。
圆柱谐振腔全长为d，半径为r，麦克风放置在圆柱形谐振腔d/2处，两个凹面镜分别位于圆柱形谐振腔两侧，一侧凹面镜中心开口作为入射光口，气体从圆柱形谐振腔进气口进入，出气口流出，经调制激光光束从入射光口射入，经凸面镜反射到入射口测凹面镜，经凹面镜反射后汇聚于圆柱形谐振腔几何中心处。之后光束射入另一侧凹面镜，再反射回谐振腔几何中心。池内待测气体发生光声效应，探测气体浓度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种便携式共振光声池，其特征在于，该光声池包括圆柱形谐振腔，圆柱谐振腔的两侧为凹面镜，在其中一半球体的中央开设入射光口，对应入射光口设置一凸面镜，在圆柱形谐振腔同侧上开设有一进气口和一出气口，对应进气口和一出气口的圆柱形谐振腔侧面上设置一麦克风。
2.按照权利要求1所述的光声池，其特征在于，所述凹面镜为半球形，在半球形与圆柱形谐振腔交界处的平面上设置凸面镜，并在交界处的平面设置一环形挡板，所述环形挡板与凹面镜形成环形的透光带。
3.按照权利要求1所述的光声池，其特征在于，所述的麦克风放置在圆柱形谐振腔中间处。
4.按照权利要求1所述的光声池，其特征在于，经调制激光光束从入射光口射入，经凸面镜反射到入射口侧凹面镜，经入射口侧凹面镜反射后汇聚于圆柱形谐振腔几何中心处，之后光束射入另一侧侧凹面镜，再反射回谐振腔几何中心。
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