[發明專利]一種用于真空懷特池的光程調節機構

有效

• 申請號: 201410059825.0
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103792189A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 張露;畢勇;馬驥;穆永吉
• 申請（專利權）人: 中科院南京天文儀器有限公司
• 主分類號: G01N21/03
• 分類號: G01N21/03;G02B26/08
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張蘇沛

技術領域

本發明屬于光學精密機械裝調技術領域，可用于真空懷特池光程的調節。

背景技術

1942年，John?U.White利用三塊共焦的凹球面鏡設計了一種吸收池——懷特池。懷特池是目前最常用的吸收式氣體傳感器，其結構如圖1所示。凹球面鏡A₁、A₂與B具有相同的曲率半徑，B的曲率中心落在A₁、A₂兩鏡之間的a點，A₁、A₂的曲率中心分別落在B鏡中心附近。當入射光從B的一側入射時，經過A₁發射到B形成點1，再經A₂反射到B上形成點2，依次類推。最后光線從B的一側射出。其光程L與鏡面B上的光點數目N及懷特池基本長度l之間的關系為：

L=2(N+1)l

從上式可以看出，懷特池的光程L可通過改變其基本長度l和系統中光線傳播次數N進行調節，而對于某一特定的吸收池，其基本長度l一定，N為唯一能改變的量。實驗發現，改變反射次數N最簡單的辦法是改變入射光束第一次落在A₁上的位置，同時配合調整A₁、A₂的偏轉角度。?

一般情況下，通過調節光源可方便的改變入射光束的位置，對于偏轉角的調節，普通懷特池結構簡單，可直接微調方便的改變偏轉角度，但在真空懷特池系統中，由于系統自身的密封性，這一過程難以實現。針對這一問題，本發明提出了一種用于真空懷特池的光程調節機構。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明所要解決的技術問題是在真空懷特池的真空罐外，便捷地調節懷特池的光程。

為了實現發明目的，本發明采用的技術方案為：一種用于真空懷特池的光程調節機構，包括真空罐體、凹球面鏡A₁、凹球面鏡A₂、凹球面鏡B和懷特池內機架，其特征在于：

1、在真空罐體上靠近凹球面鏡A₁、A₂的一側安裝兩組法蘭式實心軸磁流體密封件，并在其軸外端各安裝一個調節旋鈕1。

2、設置兩組獨立、對稱的曲柄滑塊機構，如圖2所示。每組機構中，與懷特池內機架構成移動副的構件為滑塊，凹球面鏡的旋轉中心為O₁，繞O₁旋轉的部件上設置以O₂為中心的轉動副，兩轉動副中心部分O₁O₂即為曲柄，連接曲柄和滑塊鉸鏈的部分為連桿。當滑塊由O₃運動到O₃′時，連桿另一端O₂′將處于以O₂O₃為半徑、O₃′為圓心的圓上，同時由于曲柄的運動軌跡是以O₁為圓心、O₁O₂為半徑的圓，所以O₂′的位置即為兩圓的交點，偏轉角則為O₁O₂與O₁O₂′之間的夾角。

3、在真空罐內，用可伸縮萬向節將法蘭式實心軸磁流體密封件與帶動滑塊運動的絲桿連接，共兩組。

4、當需調節光程時，在真空罐外配合轉動兩個旋鈕1，扭矩通過萬向節傳遞給絲桿，再轉化為滑塊的移動，使與之對應的凹球面鏡繞其旋轉中心運動，實現了凹球面鏡的偏轉角的調整，光程也隨之發生改變。

與現有技術相比，本發明具有以下的優點：

1、結構簡單。采用簡單的機械原理進行設計。

2、調節方便。只需在真空罐外轉動旋鈕即可完成調節。

3、調節范圍及精度靈活。通過改變絲桿的螺距、長度即可實現。

附圖說明

圖1為懷特池結構原理圖。

圖2為真空懷特池光程調節機構原理圖。

1：調節旋鈕；

2：法蘭式實心軸磁流體密封件；

3：真空罐體；

4：可伸縮萬向節；

8：滑塊；

9：連桿；

12：曲柄。

圖3為真空懷特池光程調節機構機械圖。

1：調節旋鈕；

2：法蘭式實心軸磁流體密封件；

3：真空罐體；