基于中红外LED的二氧化碳光声检测

气体检测在众多领域发挥着重要作用.光声光谱技术具有高灵敏度、响应快速等优点,广泛满足各种气体检测需求.基于光声光谱技术,以中心波长为4300nm的中红外LED替代激光器作为二氧化碳气体的激发光源.结合长光程与声共振技术,研制了一种T型光声池,其吸收池内壁镀金,池体上耦合了一根声共振管.利用有限元仿真得到了光声池的一阶纵向共振模态及共振频率.为了实现LED光源的调制输出,设计了硬件驱动电路.基于上述工作,搭建了一套自动化流程的二氧化碳气体光声检测装置.实验结果表明,光声信号与样品浓度之间具有良好的线性度,噪声等效浓度(体积分数)为1.24×10-4.使用Allan偏差评估装置的稳定性,当平均时间为200 s时,装置的检测灵敏度为1.8×10-5.