PL214327B1 - Photoacoustic chamber - Google Patents
Photoacoustic chamberInfo
- Publication number
- PL214327B1 PL214327B1 PL386945A PL38694508A PL214327B1 PL 214327 B1 PL214327 B1 PL 214327B1 PL 386945 A PL386945 A PL 386945A PL 38694508 A PL38694508 A PL 38694508A PL 214327 B1 PL214327 B1 PL 214327B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- channels
- chamber
- photoacoustic
- cavities
- cavity
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 238000010895 photoacoustic effect Methods 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/1702—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids
- G01N2021/1704—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with opto-acoustic detection, e.g. for gases or analysing solids in gases
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
(21) Numer zgłoszenia: 386945 (51) Int.Cl.(21) Filing Number: 386945 (51) Int.Cl.
G01N 21/17 (2006.01) G01N 29/00 (2006.01)G01N 21/17 (2006.01) G01N 29/00 (2006.01)
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 29.12.2008 (54)Patent Office of the Republic of Poland (22) Application date: 29.12.2008 (54)
Komora fotoakustycznaPhotoacoustic chamber
PL 214 327 B1PL 214 327 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest komora fotoakustyczna, stanowiąca element przyrządów fotoakustycznych przeznaczonych zwłaszcza do określania fizycznych i chemicznych właściwości gazów lub cieczy.The subject of the invention is a photo-acoustic chamber, which is an element of photo-acoustic devices intended especially for determining the physical and chemical properties of gases or liquids.
Znanych jest wiele różnych rodzajów fotoakustycznych komór pomiarowych. Jednym z często stosowanych rozwiązań fotoakustycznej komory pomiarowej jest rezonator Helmholtza, który składa się z dwóch wnęk połączonych kanałem. Istotną cechą takiej komory jest to, że wykorzystywany w niej rezonans nie powstaje w oparciu o zjawisko fali stojącej, Iecz jest związany z cyklicznym przetłaczaniem gazu lub cieczy przez kanał łączący wnęki. Ze zgłoszenia patentowego P.380367 znana jest konstrukcja bezokienkowej komory fotoakustycznej, w której wzmacnianie sygnału fotoakustycznego następuje w rezonatorze Helmholtza składającym się z wnęki z badaną substancją, wnęki mikrofonowej i łączącego je kanału. Po przeciwległych stronach wnęki z badaną substancją umieszczone są współosiowo kanały przelotowe. Odpowiednio skolimowana wiązka światła używana do wzbudzenia sygnału fotoakustycznego we wnęce z badaną substancją przechodzi przez jeden z kanałów przelotowych, wnękę z badaną substancją oraz drugi kanał przelotowy, nie napotykając okienek ani innych elementów pochłaniających lub odbijających wiązkę światła. W konsekwencji nie powstają pasożytnicze sygnały fotoakustyczne wynikające z absorpcji światła przez okienka lub inne elementy komory. Istotną wadą znanego rozwiązania jest jednak to, że zakłócenia akustyczne występujące na zewnątrz komory stosunkowo łatwo przenikają do jej wnętrza przez kanały przelotowe, zakłócając wytwarzany i mierzony w niej sygnał fotoakustyczny, a w konsekwencji ograniczając czułość pomiarową takiej bezokienkowej fotoakustycznej komory Helmholtza.Many different types of photoacoustic measurement chambers are known. One of the frequently used solutions of the photoacoustic measuring chamber is the Helmholtz resonator, which consists of two cavities connected by a channel. An important feature of such a chamber is that the resonance used in it does not arise on the basis of the standing wave phenomenon, but is related to the cyclic pumping of gas or liquid through the channel connecting the cavities. From the patent application P.380367, a design of a windowless photoacoustic chamber is known, in which the amplification of the photoacoustic signal takes place in a Helmholtz resonator consisting of a cavity with the tested substance, a microphone cavity and a channel connecting them. On the opposite sides of the cavity with the test substance there are through-going channels coaxially located. A properly collimated light beam used to excite a photoacoustic signal in a cavity with the test substance passes through one of the passage channels, the cavity with the test substance and the other passage, without encountering any windows or other elements absorbing or reflecting the light beam. Consequently, no parasitic photoacoustic signals arise due to light absorption by the windows or other elements of the chamber. A significant disadvantage of the known solution, however, is that the acoustic disturbances occurring outside the chamber relatively easily penetrate its interior through the passage channels, disturbing the photoacoustic signal produced and measured therein, and consequently limiting the measurement sensitivity of such a non-windowless photoacoustic Helmholtz chamber.
Istotą wynalazku jest to, że do kanałów przelotowych wnęki z badaną substancją dołączone są filtry akustyczne składające się z dołączonych do kanałów przelotowych wnęk buforowych o objętościach znacznie większych od objętości wnęki z badaną substancją oraz z umieszczonych współosiowo z kanałami przelotowymi kanałów zewnętrznych, łączących wnęki buforowe z otoczeniem. Długość kanałów zewnętrznych jest tak dobrana, by na częstotliwości, na której dokonywana jest modulacja wiązki światła wykorzystywanego do wzbudzenia efektu fotoakustycznego, odpowiadała ona 1/4 długości fali akustycznej powstającej w badanej substancji, korzystnie gazie lub cieczy, wypełniającej komorę.The essence of the invention is that acoustic filters are attached to the passage channels of the cavity with the tested substance, consisting of buffer cavities connected to the passage channels with volumes much larger than the volume of the cavity with the tested substance, and external channels located coaxially with the passage channels, connecting the buffer cavities with the tested substance. surroundings. The length of the external channels is selected so that at the frequency on which the light beam used to induce the photoacoustic effect is modulated, it corresponds to 1/4 of the acoustic wave length generated in the substance to be tested, preferably gas or liquid, filling the chamber.
Przy tak dobranej długości kanałów zewnętrznych impedancja akustyczna tych kanałów widziana z zewnątrz komory jest bardzo duża. Tym samym przenikanie zewnętrznych zakłóceń akustycznych do wnętrza komory jest znacznie zredukowane.With the length of the external channels selected in this way, the acoustic impedance of these channels, seen from the outside of the chamber, is very high. Thus, the penetration of external acoustic disturbances into the chamber interior is significantly reduced.
Zaletami fotoakustycznej komory według wynalazku jest brak pasożytniczych sygnałów fotoakustycznych pochodzących z absorpcji światła przez okienka, ścianki lub inne elementy komory oraz jednoczesne silne stłumienie przenikania zewnętrznych zakłóceń akustycznych do wnętrza komory.The advantages of the photoacoustic chamber according to the invention are the absence of parasitic photoacoustic signals from the absorption of light through the windows, walls or other elements of the chamber and, at the same time, a strong suppression of the penetration of external acoustic disturbances into the chamber.
Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia komorę fotoakustyuczną.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing which shows the photo-acoustic chamber.
W realizacji pokazanej na rysunku, kanały zewnętrzne 1 są umieszczone współosiowo z kanałami przelotowymi 2. Odpowiednio skolimowana i zmodulowana wiązka światła 3 przechodzi kolejno przez kanał zewnętrzny 1, wnękę buforową 4, kanał przelotowy 2, wnękę z badaną substancją 5, a następnie przez drugi kanał przelotowy 2, wnękę buforową 4 i kanał zewnętrzny 1. W ten sposób wiązka światła 3 przechodzi na wylot przez całą komorę i znajdującą się w niej badaną substancję, korzystnie ciecz lub gaz, nie napotykając żadnych przeszkód, zwłaszcza okienek ani innych elementów przepuszczających lub odbijających światło, a tym samym nie wywołując pasożytniczych efektów fotoakustycznych, a przechodząc przez wnękę 5 z badaną substancją wiązka światła 3 powoduje wzbudzenie sygnału fotoakustycznego, którego amplituda jest następnie mierzona za pomocą mikrofonu 6 umieszczonego we wnęce mikrofonowej 7. Długość kanałów zewnętrznych 1 jest dobrana tak, że odpowiada ona 1/4 długości fali akustycznej wzbudzanej w substancji wypełniającej komorę dla częstotliwości, z którą dokonywana jest modulacja wiązki 3 światła wykorzystywanego do wzbudzenia efektu fotoakustycznego.In the embodiment shown in the drawing, the outer channels 1 are arranged coaxially with the through-channels 2. A suitably collimated and modulated light beam 3 passes successively through the outer channel 1, the buffer cavity 4, the through channel 2, the cavity with the test substance 5, and then through the second channel passage 2, buffer cavity 4 and outer channel 1. Thus, the light beam 3 passes through the entire chamber and the test substance therein, preferably liquid or gas, without encountering any obstacles, in particular windows or other light transmitting or reflecting elements and thus without causing parasitic photoacoustic effects, and passing through the cavity 5 with the substance to be tested, the light beam 3 causes excitation of a photoacoustic signal, the amplitude of which is then measured by means of a microphone 6 placed in the microphone cavity 7. The length of the external channels 1 is chosen such that it corresponds to 1/4 of the wavelength of the excited acoustic wave j in the substance filling the chamber at the frequency with which the beam 3 of the light used to excite the photoacoustic effect is modulated.
PL 214 327 B1PL 214 327 B1
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL386945A PL214327B1 (en) | 2008-12-29 | 2008-12-29 | Photoacoustic chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL386945A PL214327B1 (en) | 2008-12-29 | 2008-12-29 | Photoacoustic chamber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL386945A1 PL386945A1 (en) | 2010-07-05 |
| PL214327B1 true PL214327B1 (en) | 2013-07-31 |
Family
ID=42370650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL386945A PL214327B1 (en) | 2008-12-29 | 2008-12-29 | Photoacoustic chamber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL214327B1 (en) |
-
2008
- 2008-12-29 PL PL386945A patent/PL214327B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL386945A1 (en) | 2010-07-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jia et al. | Ultrasound propagation in externally stressed granular media | |
| US20100087733A1 (en) | Biological information processing apparatus and biological information processing method | |
| CL2018002308A1 (en) | Method and apparatus for measuring the concentration of target substances in the blood. | |
| US8479559B2 (en) | Cylindrical photoacoustic detector with excitation of the second azimuthal resonance | |
| El-Busaidy et al. | Modelling of open photoacoustic resonators | |
| JP2005504985A (en) | Method and apparatus for measuring electromagnetic wave absorption of substances | |
| JP2015024125A (en) | Subject information acquiring apparatus and method for controlling subject information acquiring apparatus | |
| Frigenti et al. | Resonant microbubble as a microfluidic stage for all-optical photoacoustic sensing | |
| US20140079228A1 (en) | Microphone test fixture | |
| Yi et al. | Theoretical analysis of off beam quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy sensor | |
| CN101251480A (en) | gas sensor | |
| CN107290283A (en) | A kind of multipurpose photoacoustic cell of low noise differential configuration | |
| PL214327B1 (en) | Photoacoustic chamber | |
| Roitner et al. | Experimental evaluation of time domain models for ultrasound attenuation losses in photoacoustic imaging | |
| WO2018064821A1 (en) | Distributed optical fiber gas sensor | |
| Voleisis et al. | Ultrasonic method for monitoring the clotting process during whole blood coagulation | |
| CN104272101B (en) | Photoacoustic wave meter | |
| RU2416089C1 (en) | Procedure for determination of viscosity of magnetic fluid or magnetic colloid | |
| Huber et al. | A selective, miniaturized, low-cost detection element for a photoacoustic CO2 sensor for room climate monitoring | |
| PL225525B1 (en) | Photoacoustic chamber | |
| JP2013188489A (en) | Subject information processing apparatus and method for operating the same | |
| PL210128B1 (en) | Photoacoustic measurement chamber | |
| Pernau et al. | Resonant photoacoustic CO2 spectroscopy with LED light source | |
| RU2786790C1 (en) | Laser optoacoustic gas analyser and method for measuring the gas concentration | |
| RU199702U1 (en) | RESONANT DIFFERENTIAL OPTICAL-ACOUSTIC DETECTOR |