买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：华南师范大学

摘要：本发明公开了一种基于光声光谱技术的甲醛气体浓度实时检测系统和方法，该系统包括：红外光源、斩波器、光声池、滤波片、声信号采集单元和声信号处理单元；声信号采集单元放置在光声池内腔,声信号采集单元和声信号处理单元连接，光声池面向红外光源的侧面设置有氟化钙镜片；声信号采集单元，用于采集气体吸收激光后产生的周期性压力波动信号，并将压力波动信号转化为电信号；声信号处理单元，用于处理电信号，将处理后的电信号和预先生成的电信号‑甲醛气体浓度标准曲线进行对比，得到待测气体的甲醛气体浓度。本发明由于是直接测量甲醛对于固定波长的红外光的吸收，所以光声检测甲醛具有极高的精确性、可靠性和高灵敏度。

主权项：1.一种基于光声光谱技术的甲醛气体浓度实时检测系统，其特征在于，包括：红外光源、斩波器、光声池、滤波片、声信号采集单元和声信号处理单元；红外光源、斩波器以及滤波片依次连接；声信号采集单元放置在光声池内腔,声信号采集单元和声信号处理单元连接，光声池面向红外光源的侧面设置有氟化钙镜片；红外光源、斩波器、滤波片和氟化钙镜片在同一水平轴线；声信号采集单元，用于采集气体吸收激光后产生的周期性压力波动信号，并将压力波动信号转化为电信号；声信号处理单元，用于处理电信号，将处理后的电信号和预先生成的电信号-甲醛气体浓度标准曲线进行对比，得到待测气体的甲醛气体浓度；声信号处理单元包括依次连接的放大单元、单片机以及LCD显示屏，放大单元包括：第一级放大器U1、第二级放大器U2、负电源转换芯片U3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、滑动电阻RP1、滑动电阻RP2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、二极管D1和二极管D2；第一级放大器U1的+IN端、-IN端通过接口H1和声信号采集单元连接，第一级放大器U1的RG2端通过电阻R1和RG端连接，第一级放大器U1的-IN端通过电阻R2连接至地，第一级放大器U1的+IN端通过电阻R3连接至地，第一级放大器U1的-VS端通过电容C9连接至地，第一级放大器U1的+VS端和+5V电源端连接，第一级放大器U1的OUTPUT端依次通过电阻R4、电容C1连接至地，第一级放大器U1的REF端连接至地；电阻R5的另一端通过电容C2连接至地，电阻R5的另一端还通过电阻R7和滑动电阻RP1的滑动端连接，电阻R5的另一端还和第二级放大器U2的输出端连接，第二级放大器U2的负向输入端和单片机连接,第二级放大器U2的负向输入端还通过电容C6和第二级放大器U2的正向输入端,第二级放大器U2的负向输入端还通过滑动电阻RP2和第二级放大器U2的正向输入端,滑动电阻RP2的滑动端和第二级放大器U2的正向输入端,第二级放大器U2的正向输入端通过电阻R8连接至地，第二级放大器U2的接地端连接至地，第二级放大器U2的电源端和+5V电源端连接，负电源转换芯片U3的NC端、CAP+均通过电容C8和CAP-端,负电源转换芯片U3的接地端连接至地，负电源转换芯片U3的V+端和+5V电源端连接，负电源转换芯片U3的OSC端、LV端、VOUT端均连接至地，负电源转换芯片U3的VOUT端还依次通过电阻R9、二极管D1、二极管D2、电阻R6和+5V电源端连接，二极管D1的负极还连接至地；光声池包括光声腔和气体发生腔，气体发生腔为立方体，光声腔包括第一圆柱体和第二圆柱体，第一圆柱体和第二圆柱体垂直设置且连通，声信号采集单元设置在第一圆柱体和第二圆柱体交叉处，第一圆柱体的下端和气体发生腔连通，第一圆柱体的侧面的入光面设置有氟化钙镜片，气体发生腔用于放置待测物体；气体发生腔的底部设置加热层，待测物体放置在加热层上；光声腔为声学谐振腔结构，当振动信号经过光声腔两结构交叉位置时交叉位置中的气体在声压的作用下像活塞一样往复运动，当声波频率和空腔固有频率一致时将发生共振，此时在共振频率及其附近频率空气的振动速度最大，当声波到达分叉点时，声阻抗突变声能被部分反射回去，一部分因为腔体的摩擦阻尼转化成热能消失，剩下部分继续传播，从而达到消声的效果，此时消声效果最好；光声池主体材料由亚克力板构成，光声池的气体发生腔的一侧板采用铰链连接的开合式，可以开合以放置待测物品，通过铰链式的开关方式以及密封圈的使用，气体发生腔达到密闭的环境，隔绝外部环境干扰；气体发生腔的加热层可调节加热温度，能释放甲醛气体的待测物体放置在加热层上，待测物体被加热时，加速释放甲醛气体。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 华南师范大学 基于光声光谱技术的甲醛气体浓度实时检测系统和方法