一種采用徑向結構的光聲光譜檢測裝置制造方法
【專利摘要】一種采用徑向多層結構的光聲光譜檢測裝置，主要包括：光源、光源調節(jié)支架、驅動電機、機械斬光器、斬光器控制器、濾光片盤及濾光片、光聲池、循環(huán)氣泵、過濾裝置、電磁閥、出光口拋物面反光鏡、高靈敏度傳聲器、鎖相放大器，以及嵌入式主機。所述光源安裝在光源調節(jié)支架上，可由驅動電機驅動上下移動。所述的光聲池有兩個或多個光聲腔，每個光聲腔的進氣口、出氣口位于光聲腔軸向垂直的側壁上，靠近兩端，且為漸擴孔結構；所述的濾光片盤繞中心具有兩層或多層開孔，開孔上裝有濾光片，所述光聲池在濾光片盤及濾光片后端，兩個或多個光聲腔分別的位置分別與濾光片盤的開孔位置對應。
【專利說明】一種采用徑向結構的光聲光譜檢測裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣體檢測裝置，特別涉及一種能夠檢測多種電氣設備故障下氣體分解產(chǎn)物的裝置。

【背景技術】
[0002]氣體檢測技術在工業(yè)化生產(chǎn)及日常生活中有著極其廣泛的應用，諸如油氣管道的泄漏檢測、電力系統(tǒng)中的變壓器油中溶解氣體檢測、化工企業(yè)的排放廢氣檢測以及空氣中的痕量污染氣體檢測、人體疾病與醫(yī)療診斷方面的呼出氣體檢測等。
[0003]如目前電力行業(yè)積極應用在線監(jiān)測技術，開展狀態(tài)維修，加強設備的常規(guī)測試和綜合分析，及時消除了一些設備隱患，但與發(fā)達國家的供電可靠性相比還有一些差距。電氣設備故障，如電力變壓器故障，SF6、氟碳混合氣體等氣體絕緣電氣設備故障等一直是危害電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要因素，因此，對這些電氣設備的運行狀態(tài)進行檢測尤為重要。
[0004]對于充油式電力變壓器，需要檢測的特征氣體有CH4，C2H4，H2，CO，C02, C2H2, C2H6等。目前對該類氣體的檢測方法較多；如專利200910046340.7提到一種采用光聲光譜技術的在線監(jiān)測電力變壓器的系統(tǒng)，該光聲光譜檢測儀器采用可調諧級聯(lián)二極管激光器作為光源。
[0005]以六氟化硫氣體(SF6)為絕緣和滅弧介質的電氣設備，如GIS(氣體絕緣開關設備，Gas-1nsulated Switchgear)、斷路器、變壓器、開關柜等，以其可靠性高、維護量小、占地面積小等優(yōu)點迅速發(fā)展，并廣泛應用于電力系統(tǒng)的高壓和超高壓領域，逐漸成為現(xiàn)代變電站的首選設備之一。然而SF氣體對電場不均勻性非常敏感，對設備加工要求高；而且SF6氣體的放電分解物，如S02F2、S0F2、SF4、SF2、H2S、S0F4等，均為劇毒物質，對人員健康威脅很大；同時SF6氣體的溫室效應非常大，它的全球溫暖化潛能值(GWP)大約是C02氣體的23900倍，且在大氣中壽命約3200年，聯(lián)合國氣候變化公約締約方在1997年簽訂的《京都議定書》中，將SF6氣體列為六種限制使用的溫室氣體之一。因此國內外的科研人員進行了大量的研究，希望尋找到能替代SF6氣體用于電氣設備的新介質。
[0006]專利CN200610160462.5 提到采用 N2、02、干燥空氣、C02、CF4、c_C4F8、C2F6、C3F8或CF3I之中的任一種單體氣體、或將這氣體中的任意2種及以上的氣體混合而成的混合氣體，作為絕緣氣體，用于氣體絕緣電氣設備。一些人已經(jīng)在進行應用嘗試。
[0007]目前對于使用SF6氣體的電氣設備，通過檢測SF6氣體故障分解物進行故障監(jiān)測和診斷的技術已有一些；專利CN2747583Y “六氟化硫電氣設備故障檢測儀的檢測機構”通過一個四通接頭連接壓力傳感器、SO2電化學氣體傳感器和H2S電化學氣體傳感器，檢測SO2和H2S的含量并對設備內部故障進行診斷。但是該專利只能檢測SO2和H2S氣體，檢測多種氣體組分時會受到結構的限制。類似的還有專利CN101464671A“一種六氟化硫氣體及其分解物監(jiān)測監(jiān)控的裝置及方法”。
[0008]專利CN101644670A “六氟化硫氣體放電微量組分的紅外檢測裝置及方法”利用傅立葉紅外光譜的方法對GIS在局部放電下的SF6分解氣體進行檢測。還有，專利CN10151496A “基于光聲光譜技術的SF6檢測系統(tǒng)”，專利CN101982759A “局放下六氟化硫分解組分的紅外光聲光譜檢測裝置及方法”，專利CN102661918A“非共振光聲光譜檢測分析裝置”，但都是針對SF6分解氣體的某一或者某幾個組分設計的裝置，對于其他絕緣介質的檢測無能為力。同時對于不同氣體的轉換速度很慢，不利于快速檢測不同組分的氣體。
[0009]同時針對新型絕緣氣體的基于故障分解物的診斷、檢測技術和方法還很少。專利CN201110160224.5提出通過檢測電氣設備中CF4、C2F6、C2F4、C3F8及C3F6氣體含量，來判斷C-C4F8及其與N2、CF4等氣體混合氣體絕緣電氣設備內部的故障情況，但沒有提及各氣體組分的檢測方法，特別是在線監(jiān)測的方法。
[0010]此外還有廠礦企業(yè)、大氣環(huán)境、人體呼出氣體等場合的氣體檢測也有越來越多的需求。而現(xiàn)有的基于光聲光譜技術的氣體檢測方法所用的光聲池，在檢測前需要對光聲池抽真空，或者需要用純氣進行沖洗，增加了復雜度，降低了檢測效率。同時也沒有一種通用的裝置，能適用于所有電氣設備故障分解氣體的檢測。


【發(fā)明內容】

[0011]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構簡單、靈敏度高、穩(wěn)定性好同時效率高的通用型檢測裝置，能夠適用于各種絕緣介質的電氣設備。
[0012]光聲光譜技術基于光聲效應。光聲效應由氣體分子吸收電磁波而產(chǎn)生，氣體分子吸收特定波長的電磁波后至激發(fā)態(tài)，隨即以釋放熱能的方式退激，釋放出的熱能在氣體中產(chǎn)生壓力波，壓力波的強度與氣體分子的濃度成比例，通過檢測吸收不同波長而產(chǎn)生的壓力波的強度，可得到不同氣體組分的濃度。
[0013]本發(fā)明的氣體絕緣電氣設備分解氣體檢測裝置主要包括:光源、光源調節(jié)支架、驅動電機、機械斬光器、斬光器控制器、濾光片盤及濾光片、光聲池、循環(huán)氣泵、過濾裝置、電磁閥、出光口拋物面反光鏡、高靈敏度傳聲器、鎖相放大器以及嵌入式主機。
[0014]所述的光源安裝在光源調節(jié)支架上，所述光源可根據(jù)需要沿光源調節(jié)支架上下滑動。所述光源調節(jié)支架為不銹鋼或鋁合金材質的絲杠結構，由驅動電機帶動絲杠旋轉進而驅動光源上下運動；驅動電機正向旋轉時，所述的光源向上滑動到固定位置，驅動電機反向旋轉時，光源向下滑動到固定位置。
[0015]所述的光源也可以是兩個，且性能相同，即采用同一型號的光源，光源功率相同，固定安裝在光源調節(jié)支架的上部和下部，上部和下部的光源中心線分別與光聲池的兩個光聲腔的中心線重合；此時不需要安裝驅動光源移動的電機。
[0016]所述的光聲池包括兩個光聲腔，用來測量油中溶解氣體、SF6類的分解產(chǎn)物、氟碳氣體類的分解產(chǎn)物，以及N2、C02等氣體。油中溶解氣體如H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2等，SF6類的分解產(chǎn)物有S02F2、SOF2, SOF4, SO2, SF4, CF4, CO2以及H2O,氟碳氣體類的分解產(chǎn)物有CF4、C2F6、C2F4、C3F8及C3F6、C3F6N2。所述光聲池的制作材料為鋁合金、鋁、黃銅或不銹鋼。所述光聲池的兩個光聲腔上下排列。每個光聲腔都包括進氣口、出氣口、入光口、出光口、傳聲器安裝口。光聲腔的直徑Φ為3?100mm、長度L為20?500mm，且滿足直徑Φ小于長度L ;光聲腔的軸向兩端開有圓形通孔，分別為入光口和出光口。所述入光口安裝有高透光率的玻璃窗；所述出光口安裝有出光口拋物面反光鏡。垂直于光聲腔軸向的光聲池相向的兩個側壁上開有進氣口和出氣口。所述進氣口和出氣口位于光聲腔同一側，且沿光聲腔軸線方向分布；所述進氣口在入光口一側，所述出氣口在出光口一側。所述進氣口和出氣口為漸擴孔結構即孔的口徑大小由外向內逐漸擴大，采用漸擴孔結構可以消除光聲腔內部氣體循環(huán)時的死氣區(qū)。在檢測時，光聲腔內部氣體在幾個循環(huán)內即全部替換為需要檢測的新氣，減少了上次檢測的影響，同時降低了對循環(huán)氣泵的流量需求，特別適用于在線安裝，此外該結構還適用于樣品量很少的場合。同時在光聲池側壁中部與中心線垂直對應每個光聲腔的位置處開有傳聲器安裝口，高靈敏度傳聲器安裝在所述傳聲器安裝口。
[0017]所述光聲腔對應的進氣口和出氣口分別接氣體管路，氣體管路上裝有電磁閥，控制管路的通斷。兩個光聲腔連接的管路用三通合為一路，由循環(huán)氣泵驅動被檢測氣體經(jīng)管路從進氣口進入，從出氣口返回。在所述循環(huán)氣泵之前還裝有過濾裝置，用于過濾氣體中的固體顆粒。檢測未知類型的氣體時，兩個光聲腔同時進入被檢測氣體；對于已知類型的檢測氣體，如為SF6類的絕緣介質，則利用電磁閥控制氣體只進入位于上部的第一光聲腔；對于氟碳類絕緣氣體，則利用電磁閥控制氣體只進入位于下部的第二光聲腔，采用該方式可避免不必要的檢測，減少檢測時間。對于其他檢測也可以進行類似操作。
[0018]工作時，根據(jù)檢測絕緣設備的不同，控制氣體回路，使被檢測氣體進入不同的光聲腔進行檢測。嵌入式主機控制驅動電機將光源驅動到所需位置。
[0019]所述的濾光片盤為圓形結構，其上開有濾光片安裝孔，濾光片安裝孔圍繞濾光片盤的圓心由內向外布置為兩層，內層和外層的濾光片盤各有8個安裝孔；安裝孔上安裝有窄帶濾光片。濾光片盤安裝在轉軸上，由電機帶動繞轉軸旋轉。所述外層的濾光片安裝孔裝有檢測SF6類的分解產(chǎn)物SO2F2、SOF2、SOF4、SO2、SF4、CF4、CO2、H2O的濾光片，所述內層的濾光片安裝孔裝有檢測氟碳氣體類的分解產(chǎn)物CF4、C2F6、C2F4、C3F8、C3F6、C3F6N2以及N2、C02氣體的濾光片。所述外層或內層的濾光片安裝孔也可裝設檢測油中溶解氣體H2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2 的濾光片。
[0020]上述的光聲池也可以包括三個或更多光聲腔；光聲腔從上到下排列在光聲池上；對應的，濾光片盤上圍繞中心對稱布置三層或多層濾光片，分別檢測多種氣體。
[0021]所述機械斬光器放置在光源的出口端。濾光片盤及濾光片放置在機械斬光器后，光聲池位于濾光片盤及濾光片之后。光源位于光源調節(jié)支架的上部位置時，光源的中心線與濾光片盤上的外層圓孔中心線對應；光源位于光源調節(jié)支架的下部位置時，光源的中心線與濾光片盤上的內層圓孔中心線對應。所述光聲池的第一光聲腔與濾光片盤上的外層圓孔對應，使得透過濾光片的平行光的中心線正好與第一光聲腔的中心線對應；所述的第二光聲腔與濾光片盤的內層圓孔對應，使得透過濾光片的平行光的中心線正好與第二光聲腔的中心線對應。
[0022]機械斬光器經(jīng)由信號線纜與斬光器控制器連接，機械斬波器的斬光調制頻率由斬光器控制器控制，并通過BNC信號線將斬光調制頻率信號傳輸給鎖相放大器。濾光片盤及濾光片放置在機械斬光器后，對調制過的紅外光進行濾波，透射過濾光片的紅外光經(jīng)過光聲池的入光口射入光聲腔，經(jīng)光聲池的出光口射出，光聲腔的出光口安裝有出光口拋物面反光鏡，出光口拋物面反光鏡把紅外光反射回光聲腔，并聚焦于光聲腔的幾何中心。在光聲腔中產(chǎn)生的光聲信號由安裝在光聲池側壁上的高靈敏度傳聲器接收，并通過抗干擾信號線傳輸至鎖相放大器處理，處理后再經(jīng)過RS485/232電纜傳輸至嵌入式主機。
[0023]所述高靈敏度傳聲器的頻率響應范圍是0.1Hz?30kHz，靈敏度大于20mV/Pa。所述鎖相放大器的頻率范圍為ImHz?102.4kHz，靈敏度為2nV?IV，增益精確度為± I %，動態(tài)存儲>100dB，具有GPIB和RS232兩種接口。斬光器控制器的輸出端口與所述的鎖相放大器通過BNC信號線相連，斬光器的調制頻率作為參考頻率由斬光器控制器的輸出端口傳送到鎖相放大器，鎖相放大器的輸出信號經(jīng)RS485/232傳輸?shù)角度胧街鳈C處理得到絕緣介質分解氣體種類、濃度等信息。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明采用徑向多層結構光聲光譜檢測裝置示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明中的光聲池7的結構示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明中的濾光片盤及濾光片6的結構示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明中的光聲池7另一種實施方式結構示意圖；
[0028]圖中:1光源調節(jié)支架、2光源、3機械斬光器、4信號線纜、5斬光器控制器、6濾光片盤及濾光片、7光聲池、8出光口拋物面反光鏡、9高靈敏度傳聲器、10抗干擾信號線、IIBNC信號線、12鎖相放大器、13RS485/232電纜、14嵌入式主機、15驅動電機、16控制線、17循環(huán)氣泵、21第一電磁閥、22第二電磁閥、23第三電磁閥、24第四電磁閥。

【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖和【具體實施方式】進一步說明本發(fā)明。
[0030]圖1為本發(fā)明徑向多層結構的光聲光譜檢測裝置結構示意圖。如圖1所示，本發(fā)明裝置主要包括光源2、光源調節(jié)支架1、機械斬光器3、斬光器控制器5、濾光片盤及濾光片
6、光聲池7、出光口拋物面反光鏡8、高靈敏度傳聲器9、鎖相放大器12、嵌入式主機14、驅動電機15、循環(huán)氣泵17、過濾裝置18、第一電磁閥21、第二電磁閥22、第三電磁閥23,以及第四電磁閥24。
[0031]被測氣體從圖1所示的進氣口進入，由循環(huán)氣泵17驅動沿管路流動，經(jīng)過濾裝置18過濾，經(jīng)第二三通26分為兩路，一路經(jīng)第一電磁閥21，從第一進氣口 711進入第一光聲腔710，再從第一出氣口 712流出，經(jīng)第二電磁閥22，進入第一三通25 ;另一路經(jīng)第三電磁閥23進入，從第二進氣口 721進入第二光聲腔720，再從第二出氣口 722流出，經(jīng)第四電磁閥24，進入第一三通25 ;而后兩路氣體在第一三通25合為一路流出。
[0032]所述第一電磁閥21、第二電磁閥22、第三電磁閥23、第四電磁閥24由嵌入式主機14控制通斷；所述循環(huán)氣泵17由嵌入式主機14控制啟停。
[0033]圖2為本發(fā)明的光聲池7的結構不意圖；如圖2所不,主要包括第一光聲腔710、第一進氣口 711、第一出氣口 712、第一入光口 713、第一出光口 714 ;以及第二光聲腔720、第二進氣口 721、第二出氣口 722、第二入光口 723、第二出光口 724。所述的第一光聲腔710和第二光聲腔720為圓柱腔形結構，且上下平行布置在光聲池7上。
[0034]位于上部的第一光聲腔710的軸向兩端開有圓形通孔,分別為第一入光口 713和第一出光口 714 ;垂直于第一光聲腔710軸向的側壁上開有第一進氣口 711和第一出氣口712 ;所述第一進氣口 711和第一出氣口 712位于第一光聲腔710同一側且沿第一光聲腔710軸線方向分布；所述第一進氣口 711在第一入光口 713—側，所述第一出氣口 712在第一出光口 714—側；所述第一進氣口 711和第一出氣口 712都為漸擴孔結構，孔的口徑從外向內逐漸擴大。
[0035]位于下部的第二光聲腔720的軸向兩端開有圓形通孔，分別為第二入光口 723和第二出光口 724 ;垂直于第二光聲腔720軸向的側壁上開有第二進氣口 721和第二出氣口722 ;所述第二進氣口 721和第二出氣口 722位于第二光聲腔720同一側且沿第二光聲腔720軸線方向分布；所述第二進氣口 721在第二入光口 723 —側，所述第二出氣口 722在第二出光口 724—側；所述第二進氣口 721和第二出氣口 722都為漸擴孔結構，孔的口徑從外向內逐漸擴大。
[0036]圖3為本發(fā)明的濾光片盤及濾光片6的結構示意圖；如圖3所示，濾光片盤及濾光片6包括圓盤狀的濾光片盤63，窄帶濾光片61及轉軸62 ;所述濾光片盤63為圓形結構,繞轉軸62由內向外開有兩層圓孔，每層8個，共16個；所述濾光片盤63可以繞轉軸62旋轉；所述的濾光片盤63上的圓孔為安裝孔，窄帶濾光片61安裝在濾光片盤63的圓孔內。
[0037]圖4為本發(fā)明中的光聲池7另一種實施方式示意圖，如圖4所示，光聲池7包括三個光聲腔:第一光聲腔710、第三光聲腔730、第二光聲腔720 ;第一、第三、第二三個光聲腔從上到下順序排列；每個光聲腔分別有對應的進氣口、出氣口，進光口、出光口，以及對應的高靈敏度傳聲器。
[0038]如圖1、圖2和圖3所示，所述光源2通過連接件固定在光源調節(jié)支架I上，用于斬光調制的機械斬光器3放置在光源2的出口端。濾光片盤及濾光片6放置在機械斬光器3后，光聲池7位于濾光片盤及濾光片6之后,且所述光聲池7的第一光聲腔710與濾光片盤63上的外層圓孔對應，使得透過窄帶濾光片61的平行光的中心線正好與第一光聲腔710的中心線對應；所述的第二光聲腔720與濾光片盤63的內層圓孔對應，使得透過窄帶濾光片61的平行光的中心線正好與第二光聲腔720的中心線對應。
[0039]光源2在處于光源調節(jié)支架I的上部時，光源的中心線與第一光聲腔710的中心線重合，光源2在處于光源調節(jié)支架I的下部時，光源的中心線與第二光聲腔720的中心線重合。光源2受驅動電機15驅動沿光源調節(jié)支架I上下移動，驅動電機15經(jīng)控制線16由嵌入式主機14控制。
[0040]光源2發(fā)出的光經(jīng)過機械斬光器3斬光后，連續(xù)的平行紅外光被調制為具有特定調制頻率的平行紅外光。之后，寬譜平行紅外光經(jīng)過濾光片盤及濾光片6中的窄帶濾光片濾波后，僅有窄帶濾光片61允許通過的特定波長范圍的紅外光透過濾光片，原有的寬譜平行紅外光變?yōu)榫哂刑囟úㄩL范圍的窄帶平行紅外光。機械斬光器3執(zhí)行的斬光調制頻率由斬光器控制器5發(fā)出，通過信號線纜4傳輸給機械斬光器3，并通過BNC信號線11傳輸給鎖相放大器12作為鎖相放大器的參考頻率。
[0041]光源2處于光源調節(jié)支架I的上部時，透過濾光片盤及濾光片6的窄帶平行紅外光通過第一入光口 713進入第一光聲腔710，沿第一光聲腔710軸向穿過，通過第一出光口714射出，經(jīng)過第一出光口拋物面反光鏡81的反射回第一光聲腔710，并聚焦于第一光聲腔710幾何中心，光程倍增的紅外光被絕緣氣體分解氣體吸收產(chǎn)生光聲效應，產(chǎn)生的光聲信號由安裝在第一光聲腔710上的第一高靈敏度傳聲器91接收轉化為電信號，經(jīng)過抗干擾信號線10，進入鎖相放大器12，進一步通過RS485/232電纜13傳輸至嵌入式主機14，最終得到被檢測的絕緣氣體分解氣體的組分信息，包括種類、含量等。
[0042]光源2處于光源調節(jié)支架I的下部時，透過濾光片盤及濾光片6的平行光通過第二入光口 723進入第二光聲腔720，沿第二光聲腔720軸向穿過，通過第二出光口 724射出，經(jīng)過第二出光口拋物面反光鏡82的反射回第二光聲腔720，并聚焦于第二光聲腔720幾何中心，光程倍增的紅外光被絕緣氣體分解氣體吸收產(chǎn)生光聲效應，產(chǎn)生的光聲信號由安裝在第二光聲腔720上的第二高靈敏度傳聲器92接收轉化為電信號，經(jīng)過抗干擾信號線10，進入鎖相放大器12，進一步通過RS485/232電纜13傳輸至嵌入式主機14，最終得到被檢測的絕緣氣體分解氣體的組分信息，包括種類、含量等。
[0043]第一出光口拋物面反光鏡81、第二出光口拋物面反光鏡82的形狀尺寸與光聲池7配合，拋物面焦點分別在對應第一光聲腔710、第二光聲腔720的幾何中心處。
【權利要求】
1.一種采用徑向多層結構的光聲光譜檢測裝置，其特征在于:所述的檢測裝置包括光源調節(jié)支架(I)、光源(2)、機械斬光器(3)、斬光器控制器(5)、濾光片盤及濾光片(6)、光聲池(7)、出光口拋物面反光鏡(8)、高靈敏度傳聲器(91、92)、鎖相放大器(12)、嵌入式主機(14)、驅動電機(15)、循環(huán)氣泵(17)、過濾裝置(18)，以及電磁閥(21、22、23、24);所述機械斬光器(3)放置在光源(2)的出口端，濾光片盤及濾光片(6)放置在機械斬光器(3)后且兩者共軸；光聲池(7)位于濾光片盤及濾光片(6)之后；所述的光源(2)安裝在光源調節(jié)支架⑴上，光源⑵能夠沿光源調節(jié)支架(I)上下滑動；所述光源調節(jié)支架(I)由驅動電機(15)帶動旋轉，嵌入式主機(14)控制驅動電機(15)將光源⑵驅動到所需位置；所述的光聲池(X)包括兩個或多個光聲腔，兩個或多個光聲腔上下排列；每個光聲腔均包括進氣口、出氣口、入光口、出光口，以及傳聲器安裝口 ；每個光聲腔的軸向兩端開有圓形通孔，分別為入光口和出光口 ；所述入光口安裝有玻璃窗；光聲腔的出光口端安裝有出光口拋物面反光鏡；垂直于光聲腔軸向的光聲池相向的兩個側壁上開有進氣口和出氣口 ；所述進氣口和出氣口位于光聲腔的同一側，且沿光聲腔軸線方向分布；所述進氣口在入光口 一側，所述出氣口在出光口一側；所述進氣口和出氣口從外到內為漸擴孔結構；在光聲池側壁對應每個光聲腔的位置處開有傳聲器安裝口，高靈敏度傳聲器安裝在所述傳聲器安裝口上；所述光聲腔的進氣口和出氣口分別接氣體管路，氣體管路上裝有電磁閥；兩個或多個光聲腔連接的管路合為一路，由循環(huán)氣泵(17)驅動被檢測氣體經(jīng)管路從進氣口進入，從出氣口返回；在所述循環(huán)氣泵之前還裝有過濾裝置(18)，用于過濾氣體中的固體顆粒；所述的濾光片盤(63)為圓形結構，其上開有濾光片安裝孔，濾光片安裝孔圍繞濾光片盤(63)的圓心由內向外布置為兩層，內層和外層的濾光片盤各有8個安裝孔；安裝孔上安裝有窄帶濾光片，濾光片盤(63)安裝在轉軸上，由電機帶動繞轉軸旋轉；機械斬光器經(jīng)由信號線纜與斬光器控制器連接，機械斬波器的斬光調制頻率由斬光器控制器控制，并通過BNC信號線將斬光調制頻率信號傳輸給鎖相放大器；在光聲腔中產(chǎn)生的光聲信號由安裝在光聲池側壁上的高靈敏度傳聲器接收，并通過抗干擾信號線傳輸至鎖相放大器處理，處理后再經(jīng)過RS485/232電纜傳輸至嵌入式主機。
2.按照權利要求1所述的光聲光譜檢測裝置，其特征在于:所述的光聲池(7)由第一光聲腔(710)和第二光聲腔(720)構成，所述第一光聲腔(710)軸向兩端的圓形通孔，分別為第一入光口(713)和第一出光口(714);垂直于第一光聲腔(710)軸向的側壁上開有第一進氣口(711)和第一出氣口(712)，所述第一進氣口(711)和第一出氣口(712)位于第一光聲腔(710)同一側且沿第一光聲腔(710)軸線方向分布；所述第一進氣口(711)在第一入光口(713) —側，所述第一出氣口(712)在第一出光口(714) —側；所述第一進氣口(711)和第一出氣口(712)為從外到內的漸擴孔結構；所述第二光聲腔(720)軸向兩端開有圓形通孔，分別為第二入光口(723)和第二出光口(724);垂直于第二光聲腔(720)軸向的側壁上開有第二進氣口(721)和第二出氣口(722)，所述第二進氣口(721)和第二出氣口(722)位于第二光聲腔(720)同一側且沿第二光聲腔(720)軸線方向分布；所述第二進氣口(721)在第二入光口(723) —側，所述第二出氣口(722)在第二出光口(724) —側；所述第二進氣口(721)和第二出氣口(722)為從外到內的漸擴孔結構；所述的高靈敏度傳聲器(91、92)分別安裝在第一光聲腔(710)和第二光聲腔(720)與軸線垂直的側壁上。
3.按照權利要求2所述的光聲光譜檢測裝置，其特征在于:所述的第一光聲腔(710)和第二光聲腔(720)為圓柱形腔體，直徑Φ為3?100mm、長度L為20?500mm，且滿足直徑Φ小于長度L ;所述第一出光口(714)處固定有第一出口拋物面反光鏡(81)，第二出光口(724)處固定有第二出口拋物面反光鏡(82)。
4.按照權利要求1所述的光聲光譜檢測裝置，其特征在于:所述的光源(2)位于光源調節(jié)支架(I)的上部時，所述光源的中心線與光聲腔(710)的中心線、濾光片盤(63)上的外層圓孔中心線重合；光源(2)在光源調節(jié)支架(I)的下部時，光源(2)的中心線與光聲腔(720)的中心線、濾光片盤(63)上的內層圓孔中心線重合。
5.按照權利要求1所述的光聲光譜檢測裝置，其特征在于:所述的光源(2)為兩個，且同一型號，光源功率相同，兩個光源(2)分別固定在光源調節(jié)支架(I)的上部和下部，位于上部的光源的中心線與第一光聲腔(710)的中心線重合；位于下部的光源的中心線與第二光聲腔(720)的中心線重合。
【文檔編號】G01N21/3518GK104198427SQ201410455935
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權日:2014年9月9日
【發(fā)明者】張國強, 李康, 邱宗甲, 林濤 申請人:中國科學院電工研究所