1.本实用新型涉及光声光谱检测技术领域，更具体地说，它涉及一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置。
背景技术：2.光声光谱是基于光声效应的一种光谱分析技术，从1880年贝尔发现固体光声效应以来，至今已有一百多年的历史。近年来，半导体激光器工艺发展成熟，基于光声光谱分析技术检测气体成为研究热业。它具有高检测灵敏度，快时间响应，可连续实时监测，小体积，可实现多组分气体等优业，被广泛应用于石化分析、空气污染检测、煤矿瓦斯浓度监测、变压器油中溶解气体分析、医学呼出气体诊断等领域。
3.乙炔，分子式c2h2，俗称风煤或电石气，是炔烃化合物中体积最小的一员，主要用于工业用途，特别是烧焊金属方面。乙炔在室温下是一种无色、极易燃的气体。乙炔属微毒类，具有弱麻醉和阻止细胞氧化的作用。高浓度时排挤空气中的氧，引起单纯性窒息作用。但现有的用于检测乙炔的光声光谱装置普遍存在信号偏弱，交叉气体干扰大等缺点；现有的乙炔检测装置的滤光片通常选用3~5微米波段，此波段与其他气体波段有重叠部分，而且乙炔在此波段吸光度偏弱，导致产生的信号偏小，无法精准检测其浓度。因此，有必要得到一种能抗干扰能力强，检测灵敏度高的乙炔含量检测用滤光装置。
技术实现要素：4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置，具有能抗干扰能力强，检测灵敏度高的优点。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
6.一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置，包括壳体，所述壳体内部中空，一端的侧壁上固定有抛面镜，所述抛面镜的抛面中间设有红外光源，所述红外光源一端为所述抛面镜，另一端设有可旋转的斩波片，所述斩波片远离所述红外光源一端设有调制盘，所述调制盘上均匀设有若干呈圆形排布的通孔，所述通孔内固定有滤光片，所述滤光片的波段为8-14微米；所述壳体内部还固定有光声池，所述光声池固定于所述壳体底面且开口端朝向所述滤光片。
7.现有的乙炔光声光谱检测装置通常选用3~5微米的波段，但此波段的乙炔通常与空气中的其他气体组分的波段相互交叉，信号也互相干扰，本实用新型选用波段为8-14微米的滤光片，得到的波段中乙炔与其他气体波段基本错开，避免了甲烷，乙烷，乙烯，水和一氧化碳对乙炔的干扰，同时极大削弱了二氧化碳对乙炔的干扰，抗干扰性强，得到的检测结果更加精确。
8.进一步的，所述红外光源为中远红外光源，乙炔根据不同波段的选用，相应搭配的光源也会发生变化，比如传统乙炔波段为3~5微米，则搭配中红外光源，本实用新型乙炔波段为8~14微米，则搭配中远红外光源能得到更好的测试效果。
9.进一步的，所述斩波片呈圆形且开有两个大小相同的扇形缺口，两个所述扇形缺口沿所述斩波片的圆形对称。
10.进一步的，所述光声池的开口端设有进光窗口，所述扇形缺口、滤光片和所述进光窗口位于所述红外光源的照射线路上。
11.进一步的，所述斩波片通过第一支架固定在所述壳体底面，所述第一支架中间活动穿设有第一转轴，所述第一转轴穿过所述斩波片的圆心并与一第一电机连接。
12.进一步的，所述调制盘通过第二支架固定在所述壳体底面，所述第二支架中间活动穿设有第二转轴，所述第二转轴穿过所述调制盘的圆心并与一第二电机连接。
13.进一步的，所述光声池底端固定有可调支架，所述光声池固定在所述可调支架上，所述可调支架底端固定在所述壳体底端。
14.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：根据现有的乙炔光声光谱检测装置通检测乙炔时容易与空气中的其他气体组分的波段相互交叉，信号也互相干扰，因此本实用新型选用波段为8-14微米的滤光片，得到的波段中乙炔与其他气体波段基本错开，避免了甲烷，乙烷，乙烯，水和一氧化碳对乙炔的干扰，极大削弱了二氧化碳对乙炔的干扰，抗干扰性强，得到的检测结果更加精确，检测灵敏度高，检测精度可以从原来的0.5ppm提高到0.1ppm，同时结构简单，操作简便。
附图说明
15.图1为实施例所述的一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置的俯视图；
16.图2为实施例所述的一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置的内部结构图；
17.图3为实施例所述的空气中各组分波峰对比图。
18.图中：1、壳体；2、抛面镜；3、红外光源；4、斩波片；41、第一支架；42、第一转轴；43、第一电机；44、扇形缺口；5、调制盘；51、第二支架；52、第二转轴；53、第二电机；54、滤光片；6、光声池。
具体实施方式
19.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
20.实施例
21.本实施例提供了一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置，如图1所示，包括外部的壳体1，壳体1内部中空，一端的侧壁上固定有抛面镜2，抛面镜2的抛面中间设有红外光源3，红外光源3一端为抛面镜2，另一端设有可旋转的斩波片4，斩波片4远离红外光源3一端设有调制盘5，如图2所示，调制盘5上均匀设有若干呈圆形排布的通孔，通孔内固定有滤光片54，滤光片54的波段为8-14微米；壳体1内部还固定有光声池6，光声池6固定于壳体1底面且开口端朝向滤光片54。现有的乙炔光声光谱检测装置通常选用3~5微米的波段，但此波段的乙炔通常与空气中的其他气体组分的波段相互交叉，信号也互相干扰，本实用新型选用波段为8-14微米的滤光片54，得到的波段中乙炔与其他气体波段基本错开，避免了甲
烷，乙烷，乙烯，水和一氧化碳对乙炔的干扰，同时极大削弱了二氧化碳对乙炔的干扰，抗干扰性强，得到的检测结果更加精确。
22.其中，红外光源3为中远红外光源3，乙炔根据不同波段的选用，相应搭配的光源也会发生变化，比如传统乙炔波段为3~5微米，则搭配中红外光源3，本实用新型乙炔波段为8~14微米，则搭配中远红外光源3能得到更好的测试效果。
23.其中，如图2所示，斩波片4呈圆形且开有两个大小相同的扇形缺口44，两个扇形缺口44沿斩波片4的圆形对称。
24.其中，光声池6的开口端设有进光窗口，扇形缺口44、滤光片54和进光窗口位于红外光源3的照射线路上。
25.其中，斩波片4通过第一支架41固定在壳体1底面，第一支架41中间活动穿设有第一转轴42，第一转轴42穿过斩波片4的圆心并与一第一电机43连接；调制盘5通过第二支架 51固定在壳体1底面，第二支架 51中间活动穿设有第二转轴52，第二转轴52穿过调制盘5的圆心并与一第二电机53连接。
26.其中，光声池6底端固定有可调支架，光声池6固定在可调支架上，可调支架底端固定在所述壳体1底端。
27.本实用新型的操作原理如下：本实用新型选用的中远红外光源3可以提供包括红外谱带在内的宽带辐射光，经过抛面镜2聚焦后进入后续结构中，光线经过斩波片4，然后经过以设定转速旋转的调制盘5将连续的光信号调制为周期性交替闪烁的信号，由8~14微米的滤光片54对光信号实现分光，滤光片54仅允许透过一个固定频率的窄带光谱，其中产生的新频率与预选乙炔气体特征吸收频率相对应，从而计算出混合气体中乙炔浓度。
28.如图3所示，3~5微米波段乙炔的波峰与水,甲烷,乙烷和乙烯比较接近，二氧化碳和一氧化碳虽然与乙烯波峰错开，但是这两个气体浓度很高的时候也会对乙炔产生较小影响，低浓度时影响可以忽略不计；由于乙炔波峰与其他气体波峰之间比较接近，这就要求滤光片允许通过波段比较窄，实际应用中很容易产生波段重叠的问题。其中乙炔，甲烷，乙烷和乙烯波峰非常靠近，极易产生交叉干扰，co和co2浓度比较大的时候也会对乙炔数值产生明显影响，h2o因为空气中含量较高，所以会对此段乙炔产生较大影响，乙炔波段分辨精度需要精确到纳米级别才可以将交叉干扰分开，经试验测试发现0.025微米可以明显影响乙炔滤光片的交叉干扰程度，而传统滤光片精度在0.05微米，因此乙炔在此段交叉干扰不可控，制造偏差的不同会导致交叉干扰的变化；本实用新型选用波段为后段波峰，其波段为8~14微米，在此波段中，其他气体波段与此波段相距较远，分辨精度为1微米，在0.05微米精度下完全没有交叉干扰，可以实现波段规避。
29.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：由于现有的乙炔光声光谱检测装置通检测乙炔时容易与空气中的其他气体组分的波段相互交叉，信号也互相干扰，因此本实用新型选用波段为8-14微米的滤光片，得到的波段中乙炔与其他气体波段基本错开，避免了甲烷，乙烷，乙烯，水和一氧化碳对乙炔的干扰，极大削弱了二氧化碳对乙炔的干扰，抗干扰性强，得到的检测结果更加精确，检测灵敏度高，检测精度可以从原来的0.5ppm提高到0.1ppm，同时结构简单，操作简便。
30.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指
出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
技术特征：1.一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)内部中空，一端的侧壁上固定有抛面镜(2)，所述抛面镜(2)的抛面中间设有红外光源(3)，所述红外光源(3)一端为所述抛面镜(2)，另一端设有可旋转的斩波片(4)，所述斩波片(4)远离所述红外光源(3)一端设有调制盘(5)，所述调制盘(5)上均匀设有若干呈圆形排布的通孔，所述通孔内固定有滤光片(54)，所述滤光片(54)的波段为8-14微米；所述壳体(1)内部还固定有光声池(6)，所述光声池(6)固定于所述壳体(1)底面且开口端朝向所述滤光片(54)。2.根据权利要求1所述的一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置，其特征在于：所述红外光源(3)为中远红外光源(3)。3.根据权利要求1所述的一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置，其特征在于：所述斩波片(4)呈圆形且开有两个大小相同的扇形缺口(44)，两个所述扇形缺口(44)沿所述斩波片(4)的圆形对称。4.根据权利要求3所述的一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置，其特征在于：所述光声池(6)的开口端设有进光窗口，所述扇形缺口(44)、滤光片(54)和所述进光窗口位于所述红外光源(3)的照射线路上。5.根据权利要求1所述的一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置，其特征在于：所述斩波片(4)通过第一支架(41)固定在所述壳体(1)底面，所述第一支架(41)中间活动穿设有第一转轴(42)，所述第一转轴(42)穿过所述斩波片(4)的圆心并与一第一电机(43)连接。6.根据权利要求1所述的一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置，其特征在于：所述调制盘(5)通过第二支架( 51)固定在所述壳体(1)底面，所述第二支架( 51)中间活动穿设有第二转轴(52)，所述第二转轴(52)穿过所述调制盘(5)的圆心并与一第二电机(53)连接。7.根据权利要求1所述的一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置，其特征在于：所述光声池(6)底端固定有可调支架，所述光声池(6)固定在所述可调支架上，所述可调支架底端固定在所述壳体(1)底端。
技术总结本实用新型公开了一种混合气体中乙炔含量高精度检测用滤光装置，提供了以下技术方案，包括内部中空的壳体，其一端的侧壁上固定有抛面镜，抛面镜的抛面中间设有红外光源，红外光源另一端设有可旋转的斩波片，斩波片远离红外光源一端设有调制盘，调制盘上固定有波段为8-14微米的滤光片；壳体内部还固定有光声池，光声池固定于壳体底面且开口端朝向滤光片。本实用新型选用波段为8-14微米的滤光片，得到的波段中乙炔与其他气体波段基本错开，避免了甲烷，乙烷，乙烯，水和一氧化碳对乙炔的影响，抗干扰性强，得到的检测结果更加精确，检测灵敏度高，检测精度可以从原来的0.5ppm提高到0.1ppm。0.1ppm。0.1ppm。
技术研发人员：刘升爱
受保护的技术使用者：昆山和智电气设备有限公司
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022/7/5
