[發明專利]光干涉氣體檢測光路系統及氣壓平衡裝置

無效

• 申請號: 201310122914.0
• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN103196834A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 陸飛;夏飛;李鵬君;秦軍政
• 申請（專利權）人: 重慶一心儀器儀表有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;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

本發明涉及采用光學測量為其特征的儀器，具體是一種利用了光干涉原理的光干涉氣體檢測光路系統及氣壓平衡裝置。

背景技術

?20世紀50年代日本理研公司研制的光干涉甲烷測定器是目前市場應用最廣泛的一種光干涉甲烷測定器，其光路和機械結構采用雅敏光干涉原理，通過負透鏡以人眼直接觀測光學系統光干涉條紋移動量的方式來測量甲烷濃度。這種光干涉甲烷測定器在使用過程中讀數依靠機械刻度標尺人眼讀數，誤差大；其壓力平衡用的是毛細管，壓力平衡速度慢，且不能長時間在作業環境中使用。

公開號為CN2783317Y，公開日為2006-5-24的中國實用新型專利申請文件，公開了一種光干涉檢測甲烷或二氧化碳裝置，利用雅敏干涉原理，加入了圖像處理采集和處理單元，但在使用過程中與機械式甲烷測定器存在相同的問題，不能長期在工作環境中使用。

公開號為CN101576489A，公開日為2009-11-11的中國發明專利申請文件，公開了一種光干涉檢測甲烷或二氧化碳裝置。該裝置利用了邁克爾遜干涉原理，產生兩組干涉光。該裝置中，需要產生一束平行光、射入需精密加工的膠合棱鏡。所述光線對平行程度的要求很高，否則難以產生符合要求的干涉條紋。所述膠合棱鏡的加工精度的好壞直接會影響干涉條紋的出現，還會影響干涉條紋的根數。另外，使用過程中，光源的微量位移和/或膠合面的脫膠都會導致干涉條紋的巨大變化，進而影響測量結果的準確度，因此存在制造成本較高、穩定性差的不足。

與本發明為同一申請人的申請號為2011204170.0的實用新型專利公開了一種智能光干涉氣體測定裝置，該裝置采用光縫將光源射出的光分成兩束光a和b，然后又通過氣室隔板將光束a分成a1和a2，然后a1、a2分別經過折射直角三棱鏡的反射作用回到平面分光鏡上，與光束b發生干涉，雖然該裝置對溫度、壓力和機械機構引起的誤差得到了有效地抑制，但是由于采用氣室隔板將窄光束a分成兩束光，加工難度大，對儀器設備精度要求高，難于實現；且當溫度差變大時，所測量到的干涉條紋陰影變粗，影響測量結果和準確度；且干涉條紋變形也會導致測量結果與真實值相差變大；該設備不能長時間在測量環境中使用。

發明內容

針對以上現有技術中的不足，本發明的目的在于提供一種精確度高、制造簡單、壓力均衡的光干涉氣體檢測光路系統及氣壓平衡裝置，為達到上述目的，本發明的技術方案是：一種光干涉氣體檢測光路系統及氣壓平衡裝置，包括光源、平面分光鏡、氣室、折光直角三棱鏡、反射直角三棱鏡、圖像傳感器和若干光學元件組成的光干涉光路系統，還包括壓力平衡裝置，其中壓力平衡裝置與所述氣室相連通；

在所述光源的光路上、呈45°安裝的平面分光鏡將光源發射且穿過光縫的光束分成相互平行的光束a、光束b和光束c；

????所述氣室的入射端對應平面分光鏡的45°面，其出射端對應折光直角三棱鏡的側面；氣室由氣室隔板Ⅰ和氣室隔板Ⅱ分隔成為參考氣室Ⅰ、參考氣室Ⅱ以及連通采樣裝置的采樣氣室；

光束穿過氣室，光束穿出氣室后經過折光直角三棱鏡被反射回氣室，再到達平面分光鏡上發生干涉；發生干涉后所形成的光束，經過反射直角三棱鏡和焦距為正的透鏡到達圖像傳感器。

還包括可調擋板Ⅰ和可調擋板Ⅱ。

所述閉合的壓力平衡裝置為可膨脹和收縮的氣囊或可調節氣壓的電動裝置。

本發明的優點及有益效果如下：

本發明對溫度、壓力和機械機構引起的誤差起到了有效地抑制；并且通過設置一可收縮和膨脹的氣囊或一個可以調節氣壓的電動裝置，使設備可在更惡劣的工作環境下持續工作，零點更穩定，提高了設備的耐用等級；通過平面鏡將光束分成三束光a、b、c，光束b與光束a和c發生干涉，干涉條紋之間無陰影，測量準確度更高；降低了對工藝的高精度要求，使生產更加簡單方便。

附圖說明????

圖1是本發明一優選實施例的一種光干涉氣體檢測光路系統及氣壓平衡裝置的結構示意圖；

圖2A為溫度變化前采用兩束光進行干涉采樣的干涉條紋圖形；圖2B為溫度變化前采用三束光進行干涉采樣的干涉條紋圖形；

圖3A為溫度變化后采用兩束光進行干涉采樣的干涉條紋圖形；圖3B為溫度變化后采用三束光進行干涉采樣的干涉條紋圖形。

具體實施方式

下面結合附圖給出一個非限定性的實施例對本發明作進一步的闡述。