[发明专利]一种新型光声光谱气体传感器

说明书

本发明公开了一种新型光声光谱气体传感器，包括主控板，所述主控板上对称安装有多个连接支架，多个所述连接支架的上端共同安装有光源驱动板，所述光源驱动板的下表面居中安装有电可调制光源，所述电可调制光源位于多个连接支架的中轴线上，所述主控板和光源驱动板通过固定在连接支架上的排线连接。本发明通过采用电可调制光源减小设备体积，通过封入高浓度待测气体的气室罩替代滤光片节省成本，且增加检测的准确性，通过气室罩、光电探测器和拾音器的搭配实现设备的多样性和可选择性，降低使用成本且便于大面积推广。

技术领域

本发明涉及气体传感器领域，尤其涉及一种新型光声光谱气体传感器。

背景技术

当一束调制光照射到透明容器内的气体时，气体在吸收光能后出现局部受热膨胀，产生周期性受热膨胀，发出声波，这一声波被声敏传感器接收，这就是气体的光声效应，不同入射光的波长，会使容器内不同的气体受热膨胀，形成光声光谱，利用光声光谱原理，可以分辨气体并检测气体浓度。

光声光谱气体传感器通常使用激光光源，这源于激光的高单色性，并能够进行调制，产生可以容易被检测到的声波，受限于激光器的制造工艺，采用激光光源的光声光谱气体传感器波长受限，检测的气体有限，而使用非激光光源价格低廉，但通常需要配有气体特定吸收波段的窄带滤光片，价格昂贵。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新型光声光谱气体传感器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种新型光声光谱气体传感器，包括主控板，所述主控板上对称安装有多个连接支架，多个所述连接支架的上端共同安装有光源驱动板，所述光源驱动板的下表面居中安装有电可调制光源，所述电可调制光源位于多个连接支架的中轴线上，所述主控板和光源驱动板通过固定在连接支架上的排线连接。

优选地，所述主控板的上表面位于多个连接支架之间安装有气室罩，所述气室罩的上表面安装有透光窗片，所述透光窗片与电可调制光源之间形成空气间隙，所述主控板上分别安装有光电探测器和拾音器，所述光电探测器和拾音器均位于气室罩内，所述光电探测器和透光窗片均位于电可调制光源的正下方。

优选地，所述主控板上安装有微控制单元MCU，用于控制光源驱动板发出脉冲光源，并对拾音器发送的信号进行处理。

优选地，所述拾音器为微机电系统MEMS麦克风芯片，用于将声波信号转换为数字信号输出。

优选地，所述主控板的上表面位于多个连接支架之间对称安装有两个气室罩，每个所述气室罩的上表面均安装有透光窗片，两个所述透光窗片与电可调制光源之间形成空气间隙，所述主控板上位于两个气室罩内均分别安装有光电探测器和拾音器，两个所述光电探测器关于电可调制光源对称且均位于电可调制光源的正下方。

优选地，所述主控板的上表面位于多个连接支架之间环形对称安装有多个气室罩，每个所述气室罩的上表面均安装有透光窗片，多个所述透光窗片与电可调制光源之间形成空气间隙，所述主控板上位于每个气室罩内均分别安装有光电探测器和拾音器，多个所述光电探测器关于电可调制光源环形对称，每个所述光电探测器均位于主控板上电可调制光源的垂直投影区域和对应透光窗片的垂直投影区域的重合处。

本发明具有以下有益效果：

1、采用电可调制光源，该光源体积小，不需要机械调制装置，使得整个光声光谱气体传感器装置体积大大缩小，且无滤光片结构，采用高浓度待测气体气室罩替代滤光片，降低了成本。

2、通过在气室罩内封入待测气体进行检测，则使得气室罩内检测后的待测气体浓度已知，然后将空气间隙内扩散的待测气体引起的光声信号变化量反应在已知气体上，从而获得其光声信号，实现了光声光谱气体传感器的气体选择性，增加检测的准确性，且降低了成本。