泛频增强光声光谱测声器及采用该测声器的气体探测装置

摘要

本发明设计了一种泛频增强型的单管共轴石英增强光声光谱测声器，通过对音叉式石英晶振的振臂参数优化设计，使音叉式石英晶振同时具有较低的共振频率f和较高的Q值，并使该音叉的第一泛频振动幅度高于其基频振动幅度，从而使音叉泛频能够适用于石英增强光声光谱技术。音叉第一泛频远高于其基频频率，当光谱测声器操作在泛频带模式下时，谐振腔的腔长被大大缩短，利于光学准直，减小了光谱测声器尺寸。将一个完整的单管声学谐振腔插入到音叉式石英晶振的振臂间隙，形成泛频增强型单管共轴配置石英增强光声光谱测声器。单管声学谐振腔的两侧开有狭缝，使声波通过狭缝推动音叉式石英晶振的振臂振动而产生电信号。提高了声波耦合效率和测信噪比。

主权项

一种泛频增强光声光谱测声器，其特征在于，包括基频频率为2.8 kHz、第一泛频频率为17.7 kHz的音叉式石英晶振以及与音叉式石英晶振采用单管共轴方式配置的谐振腔；音叉式石英晶振的第一引脚（12）接地，第二引脚（13）输出光声信号；所述音叉式石英晶振的振臂间隙g为700 µm，振臂长L为17mm，厚度T为1 mm，叉指宽度w为0.25 mm；所述谐振腔采用不锈钢毛细管制成，该不锈钢毛细管的内径和外径分别为0.62 mm和0.98 mm；所述谐振腔的中部外径被打磨到650µm，谐振腔被插入到音叉式石英晶振的两个振臂之间且谐振腔中部被打磨的位置位于音叉式石英晶振的振臂间隙处；谐振腔的轴线与音叉式石英晶振的振臂面垂直，谐振腔中部两侧被打磨处各开了一条宽度为90 µm，长度为200 µm的狭缝；所述谐振腔的长度为9.5 mm ~19mm，谐振腔的轴心与音叉式石英晶振振臂底部的垂直间距h为7mm。