[發(fā)明專利]一種用于氣體檢測的氣室裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710223322.6
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN108693112A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳征;陳強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢市安森爾光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種用于氣體檢測的氣室裝置，具體是，包括激光源，激光接收元件，氣室、氣體輸入輸出接口、玻璃光窗、直角反射鏡，其中氣體輸入輸出接口和玻璃光窗都安裝在氣室上，直角反射鏡位于氣室內(nèi)的一側(cè)，玻璃光窗傾斜角度等于布魯斯特角，當(dāng)入射激光偏振方向與入射面平行時(shí)，在玻璃光窗的界面上沒有反射光，所以光路上減小了光散射引起的噪聲，有利于提高激光氣體傳感器的測量靈敏度，同時(shí)直角反射鏡的采用能夠保證入射激光以同樣的角度反射到接收元件上，即使當(dāng)環(huán)境溫度的變化引起氣室的形變，也能夠確保準(zhǔn)確的接收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體檢測領(lǐng)域，具體的，涉及一種用于氣體檢測的氣室裝置。

背景技術(shù)

可調(diào)諧激光調(diào)制技術(shù)(TDLAS)是近些年發(fā)展起來的氣體傳感技術(shù)之一，以其精確度高，可靠性好，壽命長的優(yōu)點(diǎn)得到了業(yè)界廣泛的重視。該技術(shù)的核心在于通過激光頻率的調(diào)制掃描氣體的吸收峰，然后接收通過氣室的激光后解調(diào)信號中的二次諧波計(jì)算出氣體濃度。

由于傳感器體積所限，氣室不能做得很長，導(dǎo)致激光通過氣室后包含濃度信號的二次諧波非常微弱，要提取該信號除了需要高分辨率的采樣電子器件以外，還必須從光路上盡量減小散射光帶來的噪聲。為此，在設(shè)計(jì)激光氣體傳感器的光路時(shí)，需要采取措施降低光在各個(gè)界面的反射，因?yàn)榉瓷涔庠趦?nèi)部經(jīng)多次散射后，就會有部分進(jìn)入激光接收元件的光敏面，成為干擾信號的噪聲來源。而在整個(gè)光路中，由于氣室占據(jù)了最長的空間，所以氣室對光的反射是光噪聲的主要來源。通過優(yōu)化氣室的光路設(shè)計(jì)，能夠顯著降低散射光對信號的干擾。

根據(jù)發(fā)明專利CN105758803A公開的一種多次反射長光程高溫樣品室的氣體檢測平臺，使用一對共軛的凹面反射鏡，使激光在兩反射鏡之間來回反射，可以增加光程的長度，然而這種光路結(jié)構(gòu)對光線路徑的精度要求非常高，當(dāng)外界溫度變化引起結(jié)構(gòu)體的形變時(shí)，會嚴(yán)重影響測量結(jié)果。

根據(jù)發(fā)明專利CN104914070A公開的一種防爆防霧型激光氣體檢測儀氣室，使用直通型結(jié)構(gòu)，將激光源和激光接收元件分別置于氣室兩端，使得整體結(jié)構(gòu)簡單，易于組裝，可靠性好，但是這種結(jié)構(gòu)使激光只在氣室中傳播一次，光程等于氣室的長度，為了得到足夠的信號強(qiáng)度，只能加大氣室的長度，導(dǎo)致氣體傳感器的尺寸很大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，提供一種用于氣體檢測的氣室裝置，能夠減小入射激光在光路的散射，提高濃度檢測的靈敏度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于氣體檢測的氣室裝置，包括激光源、激光接收元件、氣室、氣體輸入輸出接口、玻璃光窗、直角反射鏡，所述氣體輸入輸出接口和所述玻璃光窗都安裝在所述氣室上，所述直角反射鏡位于氣室內(nèi)的一側(cè)。

所述氣室為一長方體金屬結(jié)構(gòu)，中心貫通為氣體流通的管道，所述氣體輸入輸出接口與氣體管道連通，分別位于兩端，使氣體充滿整個(gè)管道，管道一側(cè)由所述玻璃光窗密封起來，另一側(cè)安裝有用于反射激光的直角反射鏡。

所述玻璃光窗與激光入射角成布魯斯特角，入射激光的偏振方向與入射面平行，以確保盡量少的光被反射。

所述直角反射鏡采用內(nèi)凹的直角反射面，鍍有鋁或銀或金層，使激光能夠平行于入射角度反射回所述激光接收元件。

本發(fā)明的有益效果是，通過氣室一側(cè)的玻璃光窗法線方向與入射光線成布魯斯特角，使入射激光完全透過光窗，而最大限度地減少反射光對信號產(chǎn)生的干擾。在氣室內(nèi)另一側(cè)安裝的直角反射鏡，能夠確保激光始終沿入射光平行的方向返回接收元件，而且使激光傳感器即使在溫度變化時(shí)也能夠準(zhǔn)確的測量。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明裝置的實(shí)施例示意圖。

圖2示出了圖1的玻璃窗口片的光線入射示意圖。

圖3示出了圖1的直角反射鏡的示意圖。

具體實(shí)施方式