專利名稱：液體光聲傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光聲傳感器的改進(jìn)。
在光聲光譜研究中，高靈敏度的光聲傳感器是光聲光譜儀的關(guān)鍵所在，其性能、特點(diǎn)決定了光聲光譜儀的功能和應(yīng)用范圍。對于液體樣品的光聲檢測，由于光聲傳感器與液體樣品的聲阻配以及酸堿性液體測定等問題，一直未能研制出理想的液體光聲傳感器。已知的有水聽器式光聲傳感器(Tam，A.C.and C.K.N.Patel，Appl.Opt.，18，3348，1979)，這種傳感器是裝置于樣品池壁來探測液體產(chǎn)生的光聲信號，雖然此種裝置采用不銹鋼外套，但難以用于酸、堿性以及變溫(特別是高溫樣品)液體樣品的測定，并且存在測試樣品更換困難，易污染等問題。另一種光聲傳感器(Anal.Chem.，50，865，1978；51，686，1979；滬田嗣郎等)，采用壓電陶瓷管檢測液體樣品，由于測試樣品放置在壓電陶瓷管內(nèi)，易使壓電陶瓷管污染，也不能用于酸、堿性液體和高低溫液體樣品的測定，且實(shí)用性差。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種新的液體光聲傳感器，使之適用于酸、堿性以及不同溫度的液體樣品的測定，滿足化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等樣品的分析，并且有靈敏度高，使用方便，清洗容易，無滯后污染等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型提出的液體光聲傳感器，其特征在于它是由外殼，鉛吸收層，鋁波導(dǎo)層，壓電陶瓷晶片和石英波導(dǎo)棒組成。
本實(shí)用新型采用石英波導(dǎo)棒作為聲波導(dǎo)材料，可直接插入酸、堿性及高低溫液體樣品中進(jìn)行光聲信號測定。測量中，液體產(chǎn)生的光聲熱彈性波入射到石英波導(dǎo)棒端面，然后傳輸?shù)阶鳛閾Q能元件的壓電陶瓷晶片，產(chǎn)生電信號輸出。采用該波導(dǎo)棒直接插入待測液體中，避免了雜散光對傳感器的影響，使用方便，清洗容易，無污染滯后現(xiàn)象。
本實(shí)用新型的特征還在于，采用由石英波導(dǎo)棒和聲阻匹配的鋁波導(dǎo)層組成的復(fù)合波導(dǎo)層。在測量時，可依據(jù)不同的測試樣品來調(diào)節(jié)復(fù)合波導(dǎo)層鋁層的厚度，以達(dá)到最佳的聲耦合系數(shù)和較高的檢測靈敏度，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的液體光聲傳感器，其檢測靈敏度可達(dá)到10－8cm－1數(shù)量級的吸光度。
液體測試中，由于聲波的反射等影響，使得光聲信號波形畸變，靈敏度降低。針對這一問題，本實(shí)用新型采用聲衰減系數(shù)大的金屬鉛作為聲吸收層，使通過壓電陶瓷晶片(換能元件)后，進(jìn)入吸收層的聲波不再有可能反射回?fù)Q能元件。
本實(shí)用新型采用機(jī)電耦合系數(shù)和壓電系數(shù)大的鋯鈦酸鉛壓電陶瓷晶片作為傳感器的換能元件。其裝配的適當(dāng)，可提高傳感器的靈敏度。
附圖
為液體傳感器結(jié)構(gòu)示意圖，在圖中，1為外殼，2為鉛吸收層，3為鋁波導(dǎo)層，4為接頭，5為彈簧，6為壓電陶瓷晶片，7為石英波導(dǎo)棒。
實(shí)施例采用本實(shí)用新型測定了液體中痕量Nd3＋、Ho3＋、苯及環(huán)已烷等，取得了滿意的結(jié)果。
權(quán)利要求1.一種液體光聲傳感器，本實(shí)用新型的特征在于它是由外殼、鉛吸收層、鋁波導(dǎo)層、壓電陶瓷晶片和石英波導(dǎo)棒組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體光聲傳感器，其特征在于鋁波導(dǎo)層和石英波導(dǎo)棒兩者組成復(fù)合波導(dǎo)層，可根據(jù)不同液體測試樣品來調(diào)節(jié)鋁層的厚度，以達(dá)到最佳的聲耦合系數(shù)和較高的檢測靈敏度。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種新的液體光聲傳感器，此種傳感器采用石英棒作為聲波導(dǎo)材料，可直接插入酸、堿性液體和高溫(變溫)液體樣品中進(jìn)行光聲信號測定，此傳感器采用由鋁波導(dǎo)層和石英波導(dǎo)棒組合而成的復(fù)合波導(dǎo)層，可根據(jù)不同液體測試樣品來調(diào)節(jié)復(fù)合波導(dǎo)層鋁層的厚度，以達(dá)到最佳的聲耦合系數(shù)，所獲檢測靈敏度已達(dá)10
文檔編號G01N21/25GK2061692SQ90203808
公開日1990年9月5日 申請日期1990年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月28日
發(fā)明者閻洪濤 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所