[发明专利]基于光声光谱法的SF6分解组分气体检测方法及装置

权利要求书

1.一种基于光声光谱法的SF6分解组分气体检测装置，其特征在于，所述装置包括：进、出气单元、激光光源、压力表、聚光单元、共振光声池、计算机，光源经过聚光单元进入光声池，进、出气单元用于将实验所需的气体用气压的方式导进光声池，光声池与激光光源的信号相谐振，对谐振信号采集并处理后输入计算机，用于对SF6分解气体的浓度进行检测。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述共振光声池包括声学谐振腔和声学信号检测单元，声学谐振腔与光源的信号相谐振，达到振幅的最大值即信号最大值。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述声学谐振腔分成均匀的两个部分，在光声池内部左半部分通入纯净SF6气体用，右半部分通入待测气体样品。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述声学信号检测单元包括两个石英音叉和电信号处理单元，所述石英音叉与由于光声效应产生的声学信号共振，产生声学信号的震动，同时由于压电效应将声信号转换为电信号并将电信号传导，所述电信号处理单元包括差分放大电路。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述石英音叉分别插入两部分声学谐振腔中来采集噪声信号，并将两种信号输入进差分放大电路进行差分，以免噪声信号的干扰。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述进、出气单元包括：SF6气体气瓶、气管、可控制的双向阀门、陷波器、可控制三向阀门以及气泵。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述陷波器去除流动气体的噪声干扰，SF6气体气瓶通过气管与陷波器连接，气管上设置可控制双向阀门；陷波器通过气管连接可控制三向阀门，可控制三向阀门通过气管连接光声池，光声池入口端设置有可控制双向阀门。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述气泵用于将实验所需的气体用气压的方式导进光声池，气泵通过气管连接光声池，并在光声池入口端设置可控制双向阀门。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光光源为红外激光器，能够提供7.46um和6.631um波长的光。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述聚光单元包括光阑、透镜以及氟化钙透镜，光阑、透镜设置于激光光源与光声池之间，氟化钙透镜分别设置于光声池两个部分靠近激光光源的侧壁上，用于将激光光源分散的光聚焦到一起。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述压力表用于检测所导进光声池气体的气压。

12.一种基于光声光谱法的SF6分解组分气体检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，设置实验条件；

步骤2，使光声池及导管内的空间保持真空；

步骤3，将待测气体导入光声池，并利用压力表检测所导进光声池气体的气压；

步骤4，打开激光光源，光源经过聚光单元进入光声池；

步骤5，声学谐振腔与光源的信号相谐振，采集待测信号并处理后输入计算机；

步骤6，在计算机上记录光声信号实验数据，并得到SF6分解组分气体成分及浓度。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：测量共振光声池的共振频率并调制好激光光源的频率，使两者频率达到共振并调制好激光光源的位置。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：先将氩气或其他惰性气体导入洗净光声池，之后将光声池及导管内的气体通过气泵抽出，保证光声池及导管内的空间具有真空性。