[发明专利]基于光声效应的多种气体同时检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种基于光声效应的多种气体同时检测装置，包括：

一第一电源和一第二电源；

一第一光源和一第二光源，该第一光源和第二光源的输入端分别与第一电源和一第二电源连接；

一气室，该气室接收第一光源和第二光源的入射光，在该气室中放置有话筒；

一前置放大器，该前置放大器接收话筒的信号；

一计算机，该计算机对前置放大器的信号进行单频幅值提取，单频幅值与气体浓度直接相关。

2.根据权利要求1所述的基于光声效应的多种气体同时检测装置，其中所述话筒的数量为1-2个。

3.根据权利要求1或2所述的基于光声效应的多种气体同时检测装置，其中话筒为高灵敏度话筒。

4.根据权利要求1所述的基于光声效应的多种气体同时检测装置，其中气室包括：两个圆柱形平行的钢管，该钢管两端分别由两细管连接，在细管的中间分别开有进气口和出气口，在两个圆柱形平行的钢管的一端分别开有窗口。

5.根据权利要求1或4所述的基于光声效应的多种气体同时检测装置，其中气室中的钢管的中间分别开有圆孔，用于放置话筒。

6.一种基于光声效应的多种气体同时检测方法，该方法使用权利要求1所述的检测装置，包括如下步骤：

步骤1：启动第一、第二电源，同时驱动第一、第二光源发射不同频率调制光，该调制光经气室的窗口进入气室，使气室中的气体分子吸收此波长的调制光，并通过无辐射跃迁的形式把能量释放出来，使气体温度升高气压增大，调制光产生周期性的气压变化，进而产生声信号；

步骤2：气室中产生的声信号由气室中的话筒转化为电信号之后并经前置放大器放大；

步骤3：经前置放大器放大的电信号输入计算机，计算机进行单频幅值提取；

其中在较低浓度时，单频幅值与气体浓度的关系，根据公式：

U＝R_c×R_A4×W₀×c×K                    (1)

其中U是测量的电压值，R_c是气室的响应，R_M是话筒的灵敏度，W₀是激光器的平均功率，c是待测气体浓度，K是待测气体的吸收系数。

7.根据权利要求6所述的基于光声效应的多种气体同时检测方法，其中确定公式(1)中的比例系数时，令α＝R_c×R_M×W₀×K，用标准浓度c₀气体进行测量，得到U₀的电信号，从U₀＝α×c₀得到α值，之后测量中U与浓度c成正比例函数关系。

8.根据权利要求6所述的基于光声效应的多种气体同时检测方法，其中所述的光源和电源的数量对应，该光源和电源的数量为2-8对。

9.根据权利要求6或8所述的基于光声效应的多种气体同时检测方法，其中各电源产生的脉冲频率为不相同。