光声光谱气体探测器的新发展

时间：2025-04-27

光声光谱气体探测器的新发展

第)+卷第$期

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光声光谱气体探测器的新发展

陈乐君-刘玉玲-余飞鸿

浙江大学现代光学仪器国家重点实验室-浙江杭州’("##).*,

摘要!首先回顾了光声光谱仪的历史/接着介绍了光声光谱气体探测器的工作原理-讨

微音器及光声池这三个光声系统中的主要器件-详尽介论了近十年来出现的新颖的光源0

绍了其优缺点及适用范围/最后探讨了气体光声光谱探测系统的发展趋势/

关键词!光声光谱1红外光源1普朗克辐射体1光声池1微音器1悬臂式压力传感器

中图分类号!445423.文献标识码!6

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"引言

在使用宽谱带的黑体辐射源和普通红外吸收技术的红外气体检测中-傅里叶变换红外(}bocj]c

光谱仪被认为是最好的仪器/但是现代的}-}*\c[gndbcpjgdc[c]f2m#2m#气体分析仪器已经被发展到接

$"%近于理论性能的极限了-比}2m#光谱仪的性能很难再有一个显著的提高了/为了得到更高的灵敏度-

较明智的做法是去寻找一种新的技术-光声光谱技术就是其中之一/

光声光谱(是基于光声效应的一种光谱技术/早在"就-|*++#年&irb\b[kbon\jkni]k\cbnkbi_6Z]ll发现了光声效应/但直到上个世纪.#年代-#bajg和#bZk]gk{[jt的研究工作表明光声光谱法可用来测定传统光谱法难以测定的光散射或不透明的样品-光声光谱才开始引起人们的注意/由于激光的问世使得光声光谱技术开始被广泛应用/近年来-在工业和环境问题中越来越多对微量气体监测的需要促使了基于光声光谱的气体检测技术不断向前发展/不断被发现的新光源0不断进步的声传感技术及微弱信号检测技

,万方数据　收稿日期!)##$%#*%)"

作者简介!陈乐君(女-浙江温州人-硕士研究生-主要从事光声光谱方面的研究/"*+"%*-

光声光谱气体探测器的新发展

第I期陈乐君等8

光声光谱气体探测器的新发展OPJO术!加上光声光谱理论的不断完善!基于光声光谱技术的气体探测仪器的各方面性能都有了显著的提高"现就近十年来光声光谱气体探测技术中出现的新器件及其应用做一些讨论"

#理论基础

传统的光谱技术基于$定律!它直接测量通过气体样品的光能光谱"和传统的光谱技术’%%&()*+%&,

不同!测量光能被气体样品吸收后转化成的热能"某些波长的光子被气体分-./是测热学技术中的一种!

子吸收后!受激的气体分子通过无辐射跃迁将光能转化为热能!样品气体局部的温度变化引起了气压的变化"当光能被调制时!产生的热能是周期性的!因此产生被调制的气压!并出现了声波"用微音器探测到的光声信号0正比于光声池的响应1微音器的灵敏度1光源的功率45!还有样品气体的浓度6以及吸2!3!

收系数78

:6:7;<=0912:13:45

在实际测量时!式;中的参数除了样品气体的浓度外!其他的都可以知道!由此可以求出气体的浓<=