CN214374252U - 一种温控一体化的光声池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种温控一体化的光声池，包括光声池壳体，其内设有光声池腔，光声池壳体上设有与光声池腔连通的气口；还包括温度传感器、半导体控温片和温控器；温度传感器和半导体控温片均设置在光声池腔壁上，并分别与位于光声池外部的温控器连接；温度传感器和半导体控温片还与光声池封装为一体。本实用新型的温控一体化的光声池，将光声池、温度传感器和半导体控温片封装为一个整体，既能够实现光声池的主动控温，确保光声池能一直工作在适宜温度下，提高了检测稳定性及精度，扩宽了适用环境，又不额外增加光声池的体积，使得该光声池系统比传统光声池具有更高的系统稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体检测技术领域，具体涉及一种温控一体化的光声池。
背景技术
近年来，伴随着光通信产业的成熟与壮大，大批高性能光器件的成本不断降低。尤其是近红外通信波段(800～1700nm)的半导体DFB激光器，其输出功率和线宽特性都得到极大提升，使得实现现代工业应用所急需的高精度和在线监测成为可能。光声光谱技术是一种无背景信号的检测技术，具有灵敏度高、检测时间短、便于现场或在线检测等优点，对于浓度很低的样品气体，仍然可以获得较高的灵敏度。例如，近红外窄线宽DFB半导体激光器结合光声光谱技术能够实现优于ppb级别的气体实时测量。虽然目前某些气体在近红外波段无明显吸收峰，但是中红外区域的量子级联激光器的量产为这些气体实现高灵敏度的检测提供了新的助力。
现阶段，ppb-ppm级微量特征气体浓度的检测主要采用气相色谱法。气相色谱法的标准操作流程包括：色谱柱气体组分分离(解决电化学方法的交叉敏感问题)——电化学浓度检测。这种检测方式操作繁琐、周期长、且色谱柱属于耗材需定期更换。其他检测方法，如半导体气敏传感器和傅里叶红外光谱技术，均存在抗干扰能力差，缺乏实时性等缺陷，因此无法广泛投入工业现场应用。
光声光谱气体检测技术具有灵敏度高(实验室单气体检测精度达ppt量级)、实时性好等优点，在工业领域具有极大的发展潜力。在前期光声光谱技术研发过程中，我们发现光声池腔内温度对光声信号的谐振幅度有显著的影响，而且是非线性的。当光声池系统工作在0-50℃范围时，系统具有很好的检测精度。而目前比较通用的光声池系统均不具有自主控温能力，对外界环境的要求极为苛刻。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是提供一种温控一体化的光声池，解决现有光声池存在的不具有主动控温能力，稳定性差的问题。
本实用新型提供了一种温控一体化的光声池，包括光声池壳体，其内设有光声池腔，光声池壳体上设有与光声池腔连通的气口；还包括温度传感器、半导体控温片和温控器；温度传感器和半导体控温片均设置在光声池腔壁上，并分别与位于光声池外部的温控器连接；温度传感器和半导体控温片还与光声池封装为一体。
进一步地，温控器的温度控制为0-50℃之间的任意温度。
进一步地，温控器为控温计算机。
进一步地，气口为2个。
进一步地，光声池腔为哑铃型或柱形结构。
进一步地，还包括激光器，设置在光声池的一端。
进一步地，还包括麦克风，设置在光声池的谐振点处。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的温控一体化的光声池，将光声池、温度传感器和半导体控温片封装为一个整体，既能够实现光声池的主动控温，确保光声池能一直工作在适宜温度下，提高了检测稳定性及精度，扩宽了适用环境，又不额外增加光声池的体积，使得该光声池系统比传统光声池具有更高的系统稳定性。
进一步地，光声池的光声气室为哑铃型结构，该结构可使光声信号仅沿纵向传播，而在径向以及角向几乎没有变化，从而有利于光声信号的探测。
附图说明
图1是本实用新型实施例的温控一体化的光声池的结构示意图；
图2是哑铃型结构光声气室的示意图。
图中，1-光声池腔，2-温度传感器，3-半导体控温片，4-温控器，5-激光器，6-麦克风。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明：
本实用新型的温控一体化的光声池，将光声池、温度传感器和半导体控温片封装为一个整体，既能够实现光声池的主动控温，确保光声池能一直工作在适宜温度下，提高了检测精度，扩宽了适用环境，又不额外增加光声池的体积，使得该光声池系统比传统光声池具有更高的系统稳定性以及更小的体积。
本实用新型实施例的温控一体化的光声池，包括光声池壳体，其内设有光声池腔1，光声池壳体上设有与光声池腔连通的气口；还包括温度传感器2、半导体控温片3和温控器4；温度传感器2和半导体控温片3均设置在光声池腔1壁上，并分别与位于光声池外部的温控器4连接；温度传感器2和半导体控温片3还与光声池封装为一体。温度传感器2、半导体控温片3和温控器4使光声池具有温度调节能力，提高光声信号的稳定性，并同时通过一体化加工方式让温度传感器以及控温片与光声池结合在一起，实现气室小型化。
进一步地，温控器的温度控制为0-50℃之间的任意温度，温控器可以采用控温计算机等温度控制器。温控器直接通过半导体控温芯片对光声池腔进行温度调节，当光声池内温度超过预设温度上限时启动降温功能，低于预设温度下限时启动升温功能，保证谐振腔的温度控制在目标温度。
进一步地，气口为2个。
进一步地，光声池腔为哑铃型或柱形结构。如图2所示，光声池腔为哑铃型结构，该结构可使光声信号仅沿纵向传播，而在径向及角向几乎没有变化，从而有利于光声信号的探测。
进一步地，还包括激光器5，其设置在光声池的一端。还包括麦克风6，其设置在光声池的谐振点处。
本发明采用温控一体化技术，结合特种加工方式将温度探测和调整部分与光声池组合到了一起，既能够实现光声池的主动控温，确保在工作时光声池的内部温度处于20摄氏度到25摄氏度之间，提高了光声谐振信号强度，同时简化了光声池结构，实现了气室小型化和稳定性的提高。
本领域的技术人员容易理解，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种温控一体化的光声池，其特征在于，包括光声池壳体，其内设有光声池腔，光声池壳体上设有与光声池腔连通的气口；还包括温度传感器、半导体控温片和温控器；温度传感器和半导体控温片均设置在光声池腔壁上，并分别与位于光声池外部的温控器连接；温度传感器和半导体控温片还与光声池封装为一体。
2.根据权利要求1所述的温控一体化的光声池，其特征在于，温控器的温度控制范围为0-50℃。
3.根据权利要求1所述的温控一体化的光声池，其特征在于，温控器为控温计算机。
4.根据权利要求1所述的温控一体化的光声池，其特征在于，气口为2个。
5.根据权利要求1所述的温控一体化的光声池，其特征在于，光声池腔为哑铃型或柱形结构。
6.根据权利要求1所述的温控一体化的光声池，其特征在于，还包括激光器，设置在光声池的一端。
7.根据权利要求1所述的温控一体化的光声池，其特征在于，还包括麦克风，设置在光声池的谐振点处。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202022607857.3U CN214374252U (zh) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | 一种温控一体化的光声池 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN214374252U true CN214374252U (zh) | 2021-10-08 |
Family
ID=77976286
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202022607857.3U Active CN214374252U (zh) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | 一种温控一体化的光声池 |
Country Status (1)
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2020
- 2020-11-12 CN CN202022607857.3U patent/CN214374252U/zh active Active
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