光聲光譜法是基于光聲效應(yīng)的新型光譜技術(shù),有別于傳統(tǒng)的紅外光譜術(shù),它將光信號(hào)有效轉(zhuǎn)換成聲信號(hào),并通過精密微音器對(duì)聲音信號(hào)的檢測(cè)計(jì)算得到最終的氣體濃度。由于光聲光譜技術(shù)的特殊光學(xué)結(jié)構(gòu)以及在信號(hào)采集、信號(hào)處理過程中的特殊計(jì)算過程,使此方法能高效采 集微弱光聲信號(hào),并有效剔除背景信號(hào)的干擾,非常適用于痕量氣體濃度檢測(cè)領(lǐng)域,以及在復(fù)雜環(huán)境中的無干擾檢測(cè)。
對(duì)于聲音信號(hào)的采集,我們使用硅微音器。傳統(tǒng)的電容式微音器沒有任何電源抑制能力,很小的電源電壓波動(dòng)就將導(dǎo)致間歇性噪音。而且在機(jī)械設(shè)計(jì)方面,傳統(tǒng)電容式微音器不僅能夠檢測(cè)聲音信號(hào),還能檢測(cè)出機(jī)械振動(dòng),并最終把振動(dòng)轉(zhuǎn)換為低頻聲音信號(hào),這樣,當(dāng)此類微音器被置于振動(dòng)環(huán)境時(shí),振動(dòng)將成為音頻系統(tǒng)的主要噪音源。
舒茨研發(fā)的光聲光譜痕量氣體分析儀系統(tǒng)采用非干涉黑體輻射源作為光源,轉(zhuǎn)換效率達(dá)到90%(如圖),配合濾光片及斬波器,發(fā)出可調(diào)制光譜至光聲池。光聲池底部配有高精密微音器,檢測(cè)由光信號(hào)轉(zhuǎn)變而成聲信號(hào)。繼而計(jì)算出與聲音信號(hào)成比例的氣體濃度,靈敏度可達(dá)到0.01ppm甚至更高。