[實(shí)用新型]光學(xué)氣體吸收池及光學(xué)氣體傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720103106.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN206479449U
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 章欣
• 主分類號(hào): G01N21/39
• 分類號(hào): G01N21/39;G01N21/01
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 宋南

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及氣體檢測(cè)與分析裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光學(xué)氣體吸收池及光學(xué)氣體傳感器。

背景技術(shù)

近年來(lái)，持續(xù)高發(fā)的霧霾事件促進(jìn)了國(guó)家對(duì)環(huán)保的高度重視，相應(yīng)的，國(guó)家增強(qiáng)了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中汽車、電力、化工、冶金、紡織、制藥，尤其是煤礦和石油等多個(gè)行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放氣體的監(jiān)測(cè)，其中，對(duì)排放氣體的檢測(cè)分析至關(guān)重要。

目前，對(duì)氣體的檢測(cè)分析主要采用可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)(TDLAS或TDLS)，對(duì)激光器輸入不同的電流和溫度得到不同波長(zhǎng)的激光，對(duì)經(jīng)過(guò)待檢測(cè)氣體吸收后的激光進(jìn)行光譜分析，得到待檢測(cè)氣體的各項(xiàng)物理參數(shù)(氣體種類、氣體濃度、氣體溫度和氣體壓力等)。主要應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)過(guò)程控制、生物和醫(yī)學(xué)研究、燃燒過(guò)程診斷分析、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換效率、機(jī)動(dòng)車尾氣和大氣痕量污染氣體等領(lǐng)域的光譜檢測(cè)。

氣體吸收池的結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到光線在待檢測(cè)氣體中的有效光程，氣體吸收池內(nèi)的氣體置換速率決定了氣體傳感器的檢測(cè)效率。現(xiàn)有的光學(xué)氣體傳感器的氣體吸收池進(jìn)氣方向單一，氣體吸收池中待檢測(cè)氣體的氣體置換速率較小，導(dǎo)致氣體傳感器的響應(yīng)速度慢、檢測(cè)效率低。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種光學(xué)氣體吸收池及光學(xué)氣體傳感器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的光學(xué)氣體傳感器的氣體吸收池進(jìn)氣方向單一，光學(xué)氣體吸收池中待檢測(cè)氣體的氣體置換速率較小，導(dǎo)致光學(xué)氣體傳感器的響應(yīng)速度慢、檢測(cè)效率低的技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型提供的光學(xué)氣體吸收池，包括殼體和支撐棒，所述殼體設(shè)有進(jìn)氣部和出氣部，所述進(jìn)氣部上開設(shè)有進(jìn)氣孔，所述出氣部上開設(shè)有出氣孔；所述支撐棒插接于所述殼體的內(nèi)腔，所述支撐棒一端為進(jìn)氣插接端，另一端為出氣插接端；所述進(jìn)氣插接端沿其軸向開設(shè)有進(jìn)氣通道，所述進(jìn)氣通道與所述進(jìn)氣孔連通，所述出氣插接端沿其軸向開設(shè)有出氣通道，所述出氣通道與所述出氣孔連通；所述支撐棒靠近其進(jìn)氣插接端的部位開設(shè)有進(jìn)氣通氣孔，靠近其出氣插接端的部位開設(shè)有出氣通氣孔，所述進(jìn)氣通氣孔和所述出氣通氣孔均為多個(gè)，且分別沿所述支撐棒的周向分布，所述進(jìn)氣通氣孔連通所述進(jìn)氣通道與所述殼體的內(nèi)腔，所述出氣通氣孔連通所述出氣通道與所述殼體的內(nèi)腔。

進(jìn)一步的，多個(gè)所述進(jìn)氣通氣孔沿所述支撐棒的周向均勻分布；多個(gè)所述出氣通氣孔沿所述支撐棒的周向均勻分布。

進(jìn)一步的，所述支撐棒的進(jìn)氣插接端穿設(shè)有入射反射鏡，所述入射反射鏡上設(shè)有入射窗口片；所述出氣插接端穿設(shè)有出射反射鏡，所述出射反射鏡上設(shè)有出射窗口片，所述入射反射鏡與所述出射反射鏡的鏡面相對(duì)設(shè)置；所述入射反射鏡與所述出射反射鏡之間密封連接有套筒，三者共同形成氣體吸收腔。

進(jìn)一步的，所述殼體的進(jìn)氣部的內(nèi)表面沿其軸向延伸有進(jìn)氣定位塊，所述進(jìn)氣定位塊沿其軸向開設(shè)有進(jìn)氣插接槽，所述進(jìn)氣插接槽與所述進(jìn)氣孔連通；所述殼體的出氣部的內(nèi)表面沿其軸向延伸有出氣定位塊，所述出氣定位塊沿其軸向開設(shè)有出氣插接槽，所述出氣插接槽與所述出氣孔連通；所述支撐棒的進(jìn)氣插接端插接于所述進(jìn)氣插接槽內(nèi)，所述支撐棒的出氣插接端插接于所述出氣插接槽內(nèi)；所述入射反射鏡密封套設(shè)于所述進(jìn)氣定位塊的外周側(cè)壁上，所述出射反射鏡密封套設(shè)于所述出氣定位塊的外周側(cè)壁上。

進(jìn)一步的，所述入射反射鏡與所述套筒之間設(shè)有密封圈；所述出射反射鏡與所述套筒之間設(shè)有密封圈。

進(jìn)一步的，所述入射窗口片和所述出射窗口片均自上向下沿豎直方向向外傾斜8°傾斜角。

進(jìn)一步的，所述入射窗口片和所述出射窗口片均選用CaF₂結(jié)構(gòu)件。

進(jìn)一步的，所述套筒上密封設(shè)有觀察窗，所述殼體上開設(shè)有觀察孔，所述觀察孔與所述觀察窗相對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述殼體上固設(shè)有用于測(cè)量所述氣體吸收腔內(nèi)氣體溫度的溫度傳感器。

本實(shí)用新型光學(xué)氣體吸收池的有益效果為：

本實(shí)用新型提供的光學(xué)氣體吸收池，包括用于通入待檢測(cè)氣體的進(jìn)氣孔和用于排除殼體內(nèi)氣體或待檢測(cè)氣體的出氣孔；其中，支撐棒用于支撐整個(gè)裝置，且用于連通待檢測(cè)氣體與氣體吸收腔。光學(xué)吸收池主要利用朗伯－比爾定律，即待檢測(cè)氣體對(duì)穿過(guò)其中的一定波長(zhǎng)的平行光進(jìn)行光強(qiáng)的吸收，其吸光度與待檢測(cè)氣體的濃度和吸收層厚度(即激光在該待檢測(cè)氣體中的有效光程)成正比。

該光學(xué)氣體吸收池中，支撐棒設(shè)置在殼體的內(nèi)腔，待檢測(cè)氣體從支撐棒一端的進(jìn)氣通氣孔中沿支撐棒的周向環(huán)繞一周通入，從另一端的出氣通氣孔中排出，氣體置換速率較快，而且對(duì)殼體的內(nèi)腔中的氣體置換充分無(wú)死角，從而提高光學(xué)氣體傳感器的檢測(cè)效率。