[實用新型]新型光干涉甲烷、二氧化碳檢測裝置

在審

• 申請號: 200920127314.2
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN201503395U
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 張晶;王海榮;陳均
• 申請（專利權）人: 重慶同博測控儀器有限公司
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術領域

本實用新型涉及氣體濃度裝置，具體涉及一種新型光干涉甲烷、二氧化碳檢測裝置。

背景技術

現有的光干涉甲烷、二氧化碳檢測設備都是采用50年代日本理研設計的光路和機械結構，其原理為雅敏干涉，它由光源、聚光鏡、平面鏡、氣室、折光棱鏡、物鏡、反射棱鏡、負透鏡等組成。這種結構測量范圍寬、有一定測量精度、維護工作量小，但因光學系統的成像光程較長和光學機械組合結構件較多，產品體積較大。這種結構容易受到外界振動、熱應力集中，溫度、濕度的影響，從而產生零點漂移和測量誤差。

發明內容

本實用新型目的在于解決現有光干涉甲烷、二氧化碳檢測光路結構系統存在的上述不足之處，提供一種新型光干涉甲烷、二氧化碳檢測裝置，通過在光路結構上的改進，得到更好的準直效果，有效消除雜光，得到更加理想的干涉成像條紋即測量精度。

本實用新型的技術方案如下：

一種新型光干涉甲烷、二氧化碳檢測裝置，包括機座及投影成像系統，投影成像系統中包括入射光源，在光源之前裝有聚光鏡、膠合透鏡、光欄，以實現對入射光的準直及除去雜光，改善條紋清晰度；還包括及直角棱鏡，其特征是：

1)投影成像系統中還包括膠合棱鏡，由一個分光棱鏡和一個反射棱鏡膠合而成，入射光經膠合棱鏡后分光為兩束光，兩束光經氣室后經直角棱鏡11反射，再經氣室后由分光棱鏡輸出；

2)所述氣室被分成兩部分：分別構成不含甲烷或二氧化碳的空氣氣室及含甲烷或二氧化碳空氣的采樣氣室；

3)所述分光棱鏡的光輸出端設置有光電傳感器，由所屬光電傳感器將獲得的光干涉條紋圖像轉換為電信號輸出；

4)兩束相干光Y1和Y2經過不含甲烷或二氧化碳的空氣氣室干涉后在光電傳感器光面獲得一組干涉條紋A；兩束相干光X1和X2，一束經過不含甲烷或二氧化碳的空氣氣室、另一束經過含有甲烷或二氧化碳空氣的采樣氣室，兩束光干涉后在光電傳感器光面獲得第二組干涉條紋B，由采樣氣室與空氣氣室之間的腔體隔斷材料引起的兩干涉條紋A，B之間的隔帶C。

本實用新型利用邁克爾遜干涉原理設計，在分光棱鏡的作用下分別形成兩束光線，分別通過采樣氣室和空氣氣室進入膠合棱鏡產生干涉，最后在光電傳感器光面或靶面形成兩組光干涉條紋，一組條紋作零點參比，另一組作測量。利用這種通過光電傳感器識別光干涉現象現成的中條紋，就可以快速識別出采樣氣室與空氣氣室的甲烷或二氧化碳量偏差百分比，便于電子系統識別顯示處理。

本結構與現有光干涉甲烷檢測器結構相比，使以下優點成為可能：兩級透鏡的準直效果好；采用的補償鏡有較好的可調節性并有效補償了鏡片和機械的加工誤差；氣室分隔，產生兩組干涉條紋，方便比較，提高檢測精度；結構緊湊，使儀器便攜成為可。其他的一些特征還表現在：外界振動被有效防止；熱應力集中進行控制；對溫度、濕度影響產生的零點漂移和測量誤差進行補償處理，產品生產一致性高、體積小、防護性好，提高光干涉甲烷、二氧化碳測量的準確性和可靠性。本實用新型除檢測甲烷或二氧化碳外，同樣可以檢測空氣中的其它氣體。

附圖說明

圖1為本實用新型光學結構系統示意圖；

圖2為氣室結構的斷面圖；

圖3為兩組干涉條紋。

其中，1-光源；2-聚光鏡；3-光欄；4-膠合透鏡；5-膠合棱鏡；7-光電傳感器；8-機座；9-補償鏡；10-氣室；C-隔段；11-直角棱鏡；12-采樣氣室；13-空氣氣室；圖中箭頭指向為光路示意方向。

具體實施方式

以下對附圖給出的本實用新型的一個非限定性的實施例作進一步說明。

如圖1所示：新型光干涉甲烷、二氧化碳檢測裝置包括機座8及投影成像系統，投影成像系統中包括入射光源1，在光源1之前裝有聚光鏡2、膠合透鏡4、光欄3，以實現對入射光的準直及除去雜光，改善條紋清晰度；還包括及直角棱鏡11，其特征是：

1)投影成像系統中還包括膠合棱鏡，由一個分光棱鏡5和一個反射棱鏡6膠合而成，入射光經膠合棱鏡后分光為兩束光，兩束光經氣室10后經直角棱鏡11反射，再經氣室10后由分光棱鏡5輸出；

2)所述氣室10被分成兩部分：分別構成不含甲烷或二氧化碳的空氣氣室13及含甲烷或二氧化碳空氣的采樣氣室12；

3)所述分光棱鏡5的光輸出端設置有光電傳感器7，由所屬光電傳感器將獲得的光干涉條紋圖像轉換為電信號輸出；