[發(fā)明專利]一種基于非分光紅外原理的開路式CO2/H2O監(jiān)測裝置

在審

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• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103969210A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設計）人: 余同柱;趙欣;桂華僑;張礁石;王杰;程寅;劉建國;陸亦懷
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504;G01N21/01
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;賈玉忠

1.一種基于非分光紅外原理的開路式CO₂/H₂O監(jiān)測裝置，其特征在于包括：紅外光源(1)，拋物面反射鏡(2)、外殼(3)、電機(4)、45°反射鏡(5)、斬波輪(6)、濾光片(7)、準直透鏡(8)、第一窗片(9)、氣體光路(10)、第二窗片(11)、聚焦透鏡(12)和光探測器(13)；所述電機(4)用來驅(qū)動斬波輪6；所述斬波輪(6)沿圓周等間隔均勻分布有四個通孔，通孔中分別安裝有濾光片(7)，所述濾光片(7)分別為能透過CO₂能吸收的紅外信號光的帶通濾光片、透過H₂O能吸收的紅外信號光的帶通濾光片和參考氣體能吸收的紅外信號光的(2)個帶通濾光片；紅外光源(1)發(fā)射的紅外光，經(jīng)過拋物面反射鏡(2)聚焦，使能量更加集中，經(jīng)過45°的反射鏡(5)反射后，通過斬波輪(6)上面的濾光片(7)選擇性透過，經(jīng)過準直透鏡(8)準直后通過第一窗片(9)進入氣體光路(10)，出射光被待測氣體分子吸收，未吸收部分繼續(xù)按照原方向傳播，最后光束通過第二窗片(11)由聚焦透鏡(12)聚焦到光探測器(13)表面，光探測器(13)將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于非分光紅外原理的開路式CO₂/H₂O監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的紅外光源(1)為熱輻射型紅外光源，輻射波長范圍從可見光到5μm。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于非分光紅外原理的開路式CO₂/H₂O監(jiān)測裝置，其特征在于：所述斬波輪(6)為航空鈦材質(zhì)；所述外殼(3)為金屬；紅外光源(1)和電機(4)處于一個封閉的金屬殼空間內(nèi)；金屬殼的連接處都采用O型密封圈密封，用來與外界空氣完全隔絕。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于非分光紅外原理的開路式CO₂/H₂O監(jiān)測裝置，其特征在于：所述電機(4)為直流無刷電機。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于非分光紅外原理的開路式CO₂/H₂O監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的濾光片(7)為硅片材質(zhì)，均為窄帶濾光片，中心波長分別為4.26μm、2.9μm、3.95μm、3.95μm，分別與CO₂、H₂O和參考氣體的吸收波長相對應。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于非分光紅外原理的開路式CO₂/H₂O監(jiān)測裝置，其特征在于：所述第一窗片(9)和第二窗片(11)為藍寶石材質(zhì)。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于非分光紅外原理的開路式CO₂/H₂O監(jiān)測裝置，其特征在于：所述拋物面反射鏡(2)和45°反射鏡(5)材質(zhì)均為K9玻璃，并鍍有金反射膜，反射率達到98％以上。

8.根據(jù)權利要求1所述的基于非分光紅外原理的開路式CO₂/H₂O監(jiān)測裝置，其特征在于：所述準直透鏡(8)和聚焦透鏡(12)均為氟化鈣材質(zhì)，并鍍有增透膜，透過率達到90％以上。

9.根據(jù)權利要求1所述的基于非分光紅外原理的開路式CO₂/H₂O監(jiān)測裝置，其特征在于：所述氣體光路(10)為一段開放氣體光路。

10.根據(jù)權利要求1所述的基于非分光紅外原理的開路式CO₂/H₂O監(jiān)測裝置，其特征在于：所述的光探測器(13)為自帶有濾光片的單通道PbSe紅外光探測器。