[發(fā)明專利]高靈敏度多次反射光學吸收裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210485907.2
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN103837489A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 李橋;張?zhí)焓?/a>;周中華
• 申請（專利權）人: 江蘇遠望儀器有限公司
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及氣體檢測分析技術及光學技術領域，具體的說就是涉及一種多次反射光學吸收的裝置。

背景技術

氣體檢測分析技術及光學技術中，一般利用近紅外和中紅外吸收光譜技術來測量空氣中的氣體成分。根據(jù)比爾朗伯定律，特定波長的光在氣體中傳播會被吸收，氣體的吸光度與氣體吸收路徑長度和氣體濃度乘積存在確定的指數(shù)關系，基于這一原理可以通過對吸光度的測量獲得吸收氣體的濃度。采用這種方法測量濃度較低的氣體時，為了提高檢測的靈敏度，需要增加氣體的吸收路徑長度。中國專利公開號CN1699971A的專利“可調多次反射光學吸收的方法及裝置”中公開了一種可調多次反射光學吸收的方法及裝置：采用多次反射的原理設計出一種光學吸收池，光束通過主反射鏡和兩個次反射鏡反復來回多次反射，達到在較小的空間內有效地增長探測光程長度的目的，并且能夠方便地更改反射次數(shù)，調節(jié)光程的長度，使檢測結果最優(yōu)化。該發(fā)明申請公布的技術方案達到在較小的空間內有效地增長探測光程長度的目的，可用于對測量大氣中的痕量氣體，但發(fā)明申請公布的技術方案存在著以下缺陷：一是需要安裝主反射鏡和兩個次反射鏡來實現(xiàn)多次反射，結構復雜，結構尺寸大，制造成本高；二是裝置易受外界環(huán)境溫度影響產生溫度漂移，影響靈敏度和檢測精度。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構簡單、緊湊，制造成本低，能顯著減少外界環(huán)境溫度的影響，檢測靈敏度和檢測精度高的高靈敏度多次反射光學吸收裝置。

高靈敏度多次反射光學吸收裝置，包括反射光學腔、端蓋；所述端蓋密封連接在反射光學腔的上下兩端；在所述上下端蓋上分別設有進氣口、出氣口；其改進之處在于：還包括一個中紅外LED光源、兩個光電二極管；所述反射光學腔為不銹鋼筒形構件，其內壁為粗磨后鍍金形成的漫反射表面；所述反射光學腔沿側壁軸向設置一個光學入口孔和兩個光學出口孔；所述中紅外LED光源設置在光學入口孔中；所述光電二極管設置在光學出口孔。

上述技術方案的進一步的技術方案：所述中紅外LED光源與光學入口孔之間設有可實現(xiàn)中紅外LED光源轉動的可調式旋轉結構；所述光電二極管與光學出口孔之間設有可實現(xiàn)光電二極管轉動的可調式旋轉結構；所述可調式旋轉結構包括球形回轉體。

上述技術方案的進一步的技術方案：所述反射光學腔內設有溫度傳感器。

上述技術方案的進一步的技術方案：還包括隔熱保溫層，所述隔熱保溫層包裹在反射光學腔外壁。

上述技術方案的進一步的技術方案：所述中紅外LED光源、兩個光電二極管均設有恒溫裝置。

上述技術方案的進一步的技術方案：所述中紅外LED光源、兩個光電二極管均設有恒溫裝置。

上述技術方案的進一步的技術方案：所述中紅外LED光源發(fā)出波長為3.38微米紅外光。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下積極效果：

1.????反射光學腔為不銹鋼筒形構件，其內壁為粗磨后鍍金形成的漫反射表面，這樣不需要安裝主反射鏡和兩個次反射鏡來實現(xiàn)多次反射，結構簡單、緊湊，制造成本低。

2.????在反射光學腔外壁包裹隔熱保溫層，顯著減少了外界環(huán)境溫度變化對反射光學腔內溫度的影響，反射光學腔內溫度變化很小，減少了溫度漂移；中紅外LED光源、光電二極管均設有恒溫裝置，顯著減少了環(huán)境溫度對測量結果的影響。通過以上兩個措施，顯著提高了本發(fā)明檢測靈敏度和檢測精度。

3.????中紅外LED光源與光學入口孔之間設有可實現(xiàn)中紅外LED光源轉動的可調式旋轉結構，光電二極管與光學出口孔之間設有可實現(xiàn)光電二極管轉動的可調式旋轉結構，可調式旋轉結構包括球形回轉體，這樣，紅外LED光源可調整入射角度，光電二極管可調整接受角度，從而很方便地更改反射次數(shù)，調節(jié)光程的長度。

4.????反射光學腔內設有溫度傳感器，可以及時測量反射光學腔內溫度變化，對溫度漂移進行二次多項式校正，提高檢測精度。

5.????采用中紅外LED光源作為光源，不但發(fā)光效率大大提高，同時光源本身不發(fā)出其他波段的光，因此，不需要使用濾光片。

6.????由于中紅外LED光源、光電二極管的能耗低和偏置電壓很低，因此用于爆炸環(huán)境中。

7.????光學出口孔中設置光電二極管，可以較好地測量吸光度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結構示意圖。

圖2是圖1中的Ⅰ部分放大示意圖。

圖3是圖1中的Ⅱ部分放大示意圖。

具體實施方式

下面根據(jù)附圖并結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。