一种带有球形缓冲腔的光声池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带有球形缓冲腔的光声池，包括光声池外壳、谐振腔、第一球形缓冲腔和第二球形缓冲腔，所述第一球形缓冲腔与第二球形缓冲腔对称设置在光声池外壳靠近两端的内部且通过谐振腔连通，所述光声池外壳上设有与第一球形缓冲腔连通的进气通道以及与第二球形缓冲腔连通的排气通道，所述光声池外壳位于谐振腔的中部设有麦克风插槽，所述第一球形缓冲腔和第二球形缓冲腔靠近光声池外壳的两端面位置分别设有第一光学窗口和第二光学窗口；本实用新型专利技术结构简单，低背景噪声，可以更好减弱调制的激光与光声池窗片作用产生的固体光声噪声的干扰，相比光声池中圆柱形缓冲腔有更好的噪声减弱效果，提高系统检测的灵敏性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种带有球形缓冲腔的光声池


[0001]本技术涉及光声光谱气体检测
，特别涉及一种带有球形缓冲腔的光声池。

技术介绍

[0002]随着现代工业的快速发展，痕量气体检测技术的重要性不言而喻，光声光谱是痕量气体检测家族的重要成员，它是一种基于吸收光谱和光热声效应对气体进行定性和定量测量的检测方法，它具有灵敏度高、选择性高、响应快、在线监测、等优点，应用前景十分广阔。
[0003]光声池是光声光谱气体检测装置中最重要的核心部件，它决定了整个检测系统的性能，光声池也是探测系统的重要组成部分，需要自行设计和加工。合理设计光声池对于提高光声信号以及提高光声检测的信噪比尤为重要，抗噪声设计尤为重要，光声光谱气体检测装置中的噪声来源比较多，主要有声噪声、电噪声、布朗(Brown)运动噪声，以及环境背景噪声等。噪声因素会影响检测系统的信噪比，在诸多噪声源中，其调制的激光与光声池窗片作用产生的固体光声噪声很难消除，这类称为相干噪声，只能通过一些手段来进行改善，通常情况下，在光声池的结构体上开设缓冲腔，以此来减轻噪声的干扰，保证一定的信噪比，而现有的光声池结构体内设置的缓冲腔多为圆柱形结构，声学损耗大，激光与光声池窗片产生的光声噪音大，干扰性强，降低检测精度。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的在于提供一种带有球形缓冲腔的光声池，具有结构简单，可以更好减弱调制的激光与光声池窗片作用产生的固体光声噪声的干扰，相比光声池中圆柱形缓冲腔有更好的噪声减弱效果，提高系统检测的灵敏性，可以有效解决
技术介绍
中的问题。<br/>[0005]为实现上述目的，本技术采取的技术方案为：一种带有球形缓冲腔的光声池，包括光声池外壳、谐振腔、第一球形缓冲腔和第二球形缓冲腔，所述第一球形缓冲腔与第二球形缓冲腔对称设置在光声池外壳靠近两端的内部且通过谐振腔连通，所述光声池外壳上设有与第一球形缓冲腔连通的进气通道以及与第二球形缓冲腔连通的排气通道，所述光声池外壳位于谐振腔的中部设有麦克风插槽，所述第一球形缓冲腔和第二球形缓冲腔靠近光声池外壳的两端面位置分别设有第一光学窗口和第二光学窗口。
[0006]优选的，所述进气通道、排气通道以及麦克风插槽位于同一平面平行设置且均与光声池外壳的水平切面垂直设置。
[0007]优选的，所述进气通道和排气通道均为圆柱状且中轴线分别通过第一球形缓冲腔和第二球形缓冲腔的球心。
[0008]优选的，所述谐振腔为圆柱形状且水平设置。
[0009]优选的，所述谐振腔的中轴线与第一球形缓冲腔和第二球形缓冲腔的球心位于同
一直线上。
[0010]优选的，所述光声池外壳为两端面为正方形四侧面为长方形的长方体。
[0011]优选的，所述第一球形缓冲腔和第二球形缓冲腔内直径相同且为光声池外壳正方形端面的边长一半。
[0012]与传统技术相比，本技术产生的有益效果是：本技术结构简单，低背景噪声，可以更好减弱调制的激光与光声池窗片作用产生的固体光声噪声的干扰，相比光声池中圆柱形缓冲腔有更好的噪声减弱效果，提高系统检测的灵敏性。
附图说明
[0013]图1为本技术的整体结构立体剖面示意图。
[0014]图中：1、光声池外壳；2、谐振腔；101、进气通道；102、排气通道；201、麦克风插槽；301、第一球形缓冲腔；302、第二球形缓冲腔。
具体实施方式
[0015]为使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本技术。
[0016]如图1所示，一种带有球形缓冲腔的光声池，包括光声池外壳1、谐振腔2、第一球形缓冲腔301和第二球形缓冲腔302，所述第一球形缓冲腔301与第二球形缓冲腔302对称设置在光声池外壳1靠近两端的内部且通过谐振腔2连通，所述光声池外壳1上设有与第一球形缓冲腔301连通的进气通道101以及与第二球形缓冲腔302连通的排气通道102，所述光声池外壳1位于谐振腔2的中部设有麦克风插槽201，所述第一球形缓冲腔301和第二球形缓冲腔302靠近光声池外壳1的两端面位置分别设有第一光学窗口和第二光学窗口，所述第一光学窗口和第二光学窗口上均安装有窗片。
[0017]本实施例中，所述进气通道101、排气通道102以及麦克风插槽201位于同一平面平行设置且均与光声池外壳1的水平切面垂直设置。
[0018]本实施例中，所述进气通道101和排气通道102均为圆柱状且中轴线分别通过第一球形缓冲腔301和第二球形缓冲腔302的球心。
[0019]本实施例中，所述谐振腔2为圆柱形状且水平设置。
[0020]本实施例中，所述谐振腔2的中轴线与第一球形缓冲腔301和第二球形缓冲腔302的球心位于同一直线上。
[0021]本实施例中，所述光声池外壳1为两端面为正方形四侧面为长方形的长方体。
[0022]本实施例中，所述第一球形缓冲腔301和第二球形缓冲腔302内直径相同且为光声池外壳1正方形端面的边长一半。
[0023]具体实施时，待测气体从进气通道101依次流进至第一球形缓冲腔301、谐振腔2和第二球形缓冲腔302，激光沿谐振腔2轴线位置依次从第一球形缓冲腔301通过至第二球形缓冲腔302，待测气体吸收激光能量后产生光声信号，由插在麦克风插槽201中的高灵敏度麦克风采集声学信号，通过信号的解调和处理过程，根据光谱学吸收理论，反演出气体的浓度等信息，所述的第一球形缓冲腔301和第二球形缓冲腔302对称布置在光声池外壳截面为正方形两端，为了减少光声池中的窗片等对激光吸收产生的背景噪声和声传输特性产生的
噪声的影响，通常在光声池谐振腔2的两端设置一对缓冲腔，根据文献和实际应用，缓冲腔的形状基本上以圆柱形为主，缓冲腔的形状对光声池内部的噪声传输系数有重要影响，球形缓冲腔相对比圆柱形缓冲腔有更好的降噪效果。进一步优化第一球形缓冲腔301、第二球形缓冲腔302的半径大小可以实现更加优异的降噪效果，而且，对于所述光声池外壳1，尤其是第一球形缓冲腔301、第二球形缓冲腔302优先采用3D打印加工，具体可以选择是树脂或金属材质。
[0024]以上只通过说明的方式描述了本技术的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本技术的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本技术权利要求保护范围的限制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有球形缓冲腔的光声池，其特征在于：包括光声池外壳、谐振腔、第一球形缓冲腔和第二球形缓冲腔，所述第一球形缓冲腔与第二球形缓冲腔对称设置在光声池外壳靠近两端的内部且通过谐振腔连通，所述光声池外壳上设有与第一球形缓冲腔连通的进气通道以及与第二球形缓冲腔连通的排气通道，所述光声池外壳位于谐振腔的中部设有麦克风插槽，所述第一球形缓冲腔和第二球形缓冲腔靠近光声池外壳的两端面位置分别设有第一光学窗口和第二光学窗口。2.根据权利要求1所述的一种带有球形缓冲腔的光声池，其特征在于：所述进气通道、排气通道以及麦克风插槽位于同一平面平行设置且均与光声池外壳的水平切面垂直设置。3.根据权利要求1所述的一种带有球形缓冲腔的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程刚，宋东华，王朝，崔中胜，曹建兵，陈杰，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：