CN112945851B - 一种减少外界干扰且可拆卸的固定光声池的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于激光光谱技术领域，公开了一种减少外界干扰且可拆卸的固定光声池的装置，包括壳体、存放光声池的装置、光纤放置通道、进出气皮管放置通道、降噪装置、温控装置和控制***等。该装置适用于小型化的非共振光声池，对于非共振光声池***易受噪声的影响，该装置起到了减弱噪声的作用，从而提高非共振光声池***的气体检测极限。由于***可以对温度和湿度进行调控，因此该装置保证了光声***的稳定性，为工业，医学等领域气体检测的进行提供了有利条件。同时该装置结构简单，拆卸方便，节省了光声检测的时间。
Description
技术领域
本发明属于激光光谱技术领域，尤其涉及一种减少外界干扰且可拆卸的固定光声池的装置。
背景技术
随着激光技术的发展，光声光谱法已经成为一种灵敏度高、响应时间快和选择性强的气体检测方法。光声光谱法是一种通过直接测量气体因吸收光能而产生热能的光谱量热技术，是一种无背景的吸收光谱技术。光声光谱法通过光声池实现光声信号的检测，光声池一般分为非共振光声池和共振光声池。非共振光声池具有结构简单、造价低廉等优点，而且在适当地缩小池体、降低调制频率后也能够产生较强的光声信号。通常红外热辐射光源及窄带滤光片配合非共振光声池并使用大口径传声器构成的光声光谱***，对多种气体的极限检测灵敏度也能达到ppm量级，这已经能够满足大多数工农业相关气体检测的需求。目前基于该结构的光声光谱气体分析仪已向实用化发展，LumaSense Technologies生产的INNOVA 1412/1314光声光谱气体分析仪能够检测200余种红外波段有吸收的气体，且对多数气体的极限检测灵敏度能够达到ppm量级。可见非共振光声池***至关重要。
非共振光声池***的优点结构简单，小型化，但是非共振光声池***容易受到温度和外界噪声影响，对于痕量气体检测***，不仅灵敏度很重要，而且噪声也会影响气体的检测极限。而灵敏度和噪声都与温度有关，并且会受到外界噪声的影响。另外一般的非共振光声池***一般都是通过螺丝固定在底板上，这种固定方式不容易拆卸而且拆卸方式比较复杂，对于操作性要求太繁琐，容易损坏光纤，所以急需一种装置，即能减少环境噪声以及温度对光声池的影响，又能固定光声池并且拆卸方便，保护光纤不被折断。
本发明内容
为了克服以上的缺陷，提出了一种减少外界干扰且可拆卸的固定光声池的装置。
本发明的技术方案：
一种减少外界干扰且可拆卸的固定光声池的装置，包括壳体、存放光声池装置、光纤放置通道、进气口皮管放置通道、降噪装置、温控装置和控制***；
壳体分为上壳体和下壳体，二者组成内部具有空腔的“回”字型壳体；上壳体上设有隔离板，下壳体上开有凹槽，隔离板与凹槽嵌合，进一步实现隔离外界噪声；壳体内的“回”字型空腔用于存放光声池；下壳体的两侧凸壁设置有放置室，放置室分为三层，三层均与“回”字型空腔相连通；上层中安放有降噪装置，用于吸收来自外界的噪声，减少噪声对光声池***灵敏度的影响，提高光声***对于气体的检测极限，且安装有噪声检测器用于检测噪声的分贝数；中间层中安装有温控装置，用于控制整个壳体的温度，实现自动调节，减少温度对光声池***稳定性的影响；下层中安装曲柄滑块机构和移动控制装置；其中，自动移动机构包括连接体和液压伸缩板，曲柄滑块机构安装在自动移动机构上，曲柄滑块机构与移动板相连接，用于调节存放光声池的空间；两移动板与伸缩板滑动连接，整体通过万向轮安放在下壳体内壁上；移动板的内壁面粘贴有海绵体；
进气口皮管放置通道和光纤放置通道均是由自动移动的两个块体组成，位于下壳体上，分别用于放置皮管和光纤；
控制***与下壳体相连接，实现温控装置、曲柄滑块机构、噪声检测器、液压伸缩板的精准控制。
所述的自动移动机构包括两个液压伸缩板和四个连接体，且两个液压伸缩板一侧的两个连接体固定，另一侧的两个连接体可移动，实现自动移动的功能。
所述的进气口皮管放置通道和光纤放置通道的结构相同，其可移动机构由液压伸缩杆推动着块体移动，且两个块体的中心的半圆组成圆孔，圆孔的直径分别与光纤、进出气皮管的直径相同，圆孔内侧有减噪材料。
本发明的有益效果：此装置的密封性较好，利用吸收噪声的材料，隔绝外界的噪声对于光声***的干扰；采用温控装置，将气体检测环境的温度控制在恒定温度下，排除温度带来的影响；实现对不同尺寸光声池的有效固定，适用性较广，稳定性较好，拆卸方便，易于操作，智能化程度高，提高非共振光声池***的检测极限。
附图说明
图1为本发明的结构主视图示意图；
图2为本发明的结构俯视图示意图；
图3为本发明的自动移动机构与曲柄滑块机构连接示意图；
图4为本发明的光纤放置通道示意图
图5为本发明的进出气皮管放置通道示意图
图中：1上壳体，2移动板，3下壳体，4温控装置，5曲柄滑块机构，6控制***，7伸缩板，8海绵体，9隔离板，10降噪装置，11噪声检测器，12进气口皮管放置通道，13光纤放置通道，14连接体，15液压伸缩板，16液压伸缩杆。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，一种减少外界干扰且可拆卸的固定光声池的装置，包括壳体、存放光声池装置、光纤放置通道13、进气口皮管放置通道12、降噪装置10、温控装置4和控制***6；
壳体分为上壳体1和下壳体3，二者组成内部具有空腔的“回”字型壳体；上壳体1上设有隔离板9，下壳体3上开有凹槽，隔离板9与凹槽嵌合，进一步实现隔离外界噪声；壳体内的“回”字型空腔用于存放光声池；下壳体的两侧凸壁设置有放置室，放置室分为三层，三层均与“回”字型空腔相连通；上层中安放有降噪装置10，用于吸收来自外界的噪声，减少噪声对光声池***灵敏度的影响，提高光声***对于气体的检测极限，且安装有噪声检测器11用于检测噪声的分贝数；中间层中安装有温控装置5，用于控制整个壳体的温度，实现自动调节，减少温度对光声池***稳定性的影响；下层中安装曲柄滑块机构5和移动控制装置；其中，自动移动机构包括连接体14和液压伸缩板15，曲柄滑块机构5安装在自动移动机构上，曲柄滑块机构5与移动板2相连接，用于调节存放光声池的空间；两移动板2与伸缩板7滑动连接，整体通过万向轮安放在下壳体3内壁上；移动板2的内壁面粘贴有海绵体8；
进气口皮管放置通道12和光纤放置通道13均是由自动移动的两个块体组成，位于下壳体3上，分别用于放置皮管和光纤；
控制***6与下壳体3相连接，实现温控装置4、曲柄滑块机构5、噪声检测器11、液压伸缩板15的精准控制。
如图3所示，所述的自动移动机构包括两个液压伸缩板15和四个连接体14，且两个液压伸缩板15一侧的两个连接体14固定，另一侧的两个连接体14可移动，实现自动移动的功能。
如图4和5所示，所述的进气口皮管放置通道12和光纤放置通道13的结构相同，其可移动机构由液压伸缩杆16推动着块体移动，且两个块体的中心的半圆组成圆孔，圆孔的直径分别与光纤、进出气皮管的直径相同，圆孔内侧有减噪材料。
首先通过计算机输入光声池的长度，控制***6在计算机的指令下控制自动移动机构实现移动，操作人员将上壳体1取走，接着将光声池放置在存放光声池装置内，曲柄滑块机构5在控制***6的驱动下从两边向中间移动，将光声池***固定下来，然后将控制***6控制光纤放置通道13的液压伸缩杆16实现块体向两边移动，将光纤从壳体内部到外部与激光器相连接后，液压伸缩杆16实现块体向中间移动将光纤固定于中心的圆孔，实现隔离外界噪声的功能，进出气口皮管通过控制***6控制液压伸缩杆16实现块体向两边移动，实现皮管从壳体内部到外部后，液压伸缩杆16实现块体向中间移动将皮管固定于中心的圆孔，实现隔离外界噪声的功能，进出气口皮管放置通道12实现气体的进入和排出。这些操作结束后，将上壳体1利用隔离板9放入下壳体3的凹槽中，等到温控装置4将壳体内部的温度保持在恒温，噪声检测器11将最低分贝数噪声的信号传递给控制***6后，开始对气体进行检测。
以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种减少外界干扰且可拆卸的固定光声池的装置，其特征在于，该减少外界干扰且可拆卸的固定光声池的装置包括壳体、存放光声池装置、光纤放置通道(13)、进气口皮管放置通道(12)、降噪装置(10)、温控装置(4)和控制***(6)；
壳体分为上壳体(1)和下壳体(3)，二者组成内部具有空腔的“回”字型壳体；上壳体(1)上设有隔离板(9)，下壳体(3)上开有凹槽，隔离板(9)与凹槽嵌合，进一步实现隔离外界噪声；壳体内的“回”字型空腔用于存放光声池；下壳体的两侧凸壁设置有放置室，放置室分为三层，三层均与“回”字型空腔相连通；上层中安放有降噪装置(10)，用于吸收来自外界的噪声，减少噪声对光声池***灵敏度的影响，提高光声***对于气体的检测极限，且安装有噪声检测器(11)用于检测噪声的分贝数；中间层中安装有温控装置(4)，用于控制整个壳体的温度，实现自动调节，减少温度对光声池***稳定性的影响；下层中安装曲柄滑块机构(5)和移动控制装置；其中，自动移动机构包括两个液压伸缩板(15)和四个连接体(14)，且两个液压伸缩板(15)一侧的两个连接体(14)固定，另一侧的两个连接体(14)可移动，实现自动移动的功能；曲柄滑块机构(5)安装在自动移动机构上，曲柄滑块机构(5)与移动板(2)相连接，用于调节存放光声池的空间；两移动板(2)与伸缩板(7)滑动连接，整体通过万向轮安放在下壳体(3)内壁上；移动板(2)的内壁面粘贴有海绵体(8)；
进气口皮管放置通道(12)和光纤放置通道(13)均是由自动移动的两个块体组成，位于下壳体(3)上，分别用于放置皮管和光纤；
控制***(6)与下壳体(3)相连接，实现温控装置(4)、曲柄滑块机构(5)、噪声检测器(11)、液压伸缩板(15)的精准控制；
通过计算机输入光声池的长度，控制***(6)在计算机的指令下控制自动移动机构实现移动；曲柄滑块机构(5)在控制***(6)的驱动下从两边向中间移动，将光声池***固定下来。
2.根据权利要求1所述的减少外界干扰且可拆卸的固定光声池的装置，其特征在于，所述的进气口皮管放置通道(12)和光纤放置通道(13)的结构相同，其可移动机构由液压伸缩杆(16)推动着块体移动，且两个块体的中心的半圆组成圆孔，圆孔的直径分别与光纤、进出气皮管的直径相同，圆孔内侧有减噪材料。
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