[實用新型]光學氣體吸收池及光學氣體傳感器

有效

• 申請號: 201720103107.8
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN206479450U
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 章欣
• 申請（專利權）人: 章欣
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01N21/01
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 宋南

技術領域

本實用新型涉及氣體檢測與分析裝置技術領域，尤其涉及一種光學氣體吸收池及光學氣體傳感器。

背景技術

近年來，持續高發的霧霾事件促進了國家對環保的高度重視，相應的，國家增強了對工業生產中汽車、電力、化工、冶金、紡織、制藥，尤其是煤礦和石油等多個行業生產過程中排放氣體的監測，其中，對排放氣體的檢測分析至關重要。

目前，對氣體的檢測分析主要采用可調諧二極管激光吸收光譜技術(TDLAS或TDLS)，對激光器輸入不同的電流和溫度得到不同波長的激光，對經過待檢測氣體吸收后的激光進行光譜分析，得到待檢測氣體的各項物理參數(氣體種類、氣體濃度、氣體溫度和氣體壓力等)。主要應用于環境監測、工業過程控制、生物和醫學研究、燃燒過程診斷分析、發動機轉換效率、機動車尾氣和大氣痕量污染氣體等領域的光譜檢測。

現有的氣體傳感器中氣體吸收池體積較大，待吸收氣體對其內的氣體進行氣體置換的速率較低，從而降低了光學氣體傳感器對信號的反應時間和檢測速率。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種光學氣體吸收池及光學氣體傳感器，以解決現有技術中存在的氣體傳感器中氣體吸收池體積較大，待吸收氣體對其內的氣體進行氣體置換的速率較低，從而降低了光學氣體傳感器對信號的反應時間和檢測速率的技術問題。

本實用新型提供的光學氣體吸收池，包括殼體，所述殼體包括進氣封頭、出氣封頭和套筒，所述套筒連接于所述進氣封頭與所述出氣封頭之間，所述進氣封頭的側壁開設有進氣孔，所述出氣封頭的側壁開設有出氣孔；所述進氣封頭內卡接有入射反射鏡，所述入射反射鏡上設有入射窗口片，所述出氣封頭內卡接有出射反射鏡，所述出射反射鏡上設有出射窗口片，所述出射反射鏡與所述入射反射鏡的鏡面相對設置；所述套筒密封連接于所述入射反射鏡與所述出射反射鏡之間，三者內部形成吸收腔，所述進氣孔、所述出氣孔均與所述吸收腔連通。

進一步的，所述套筒包括外套筒和特氟龍套筒，所述特氟龍套筒套設于所述外套筒內，且所述特氟龍套筒密封連接于所述入射反射鏡與所述出射反射鏡之間；所述入射反射鏡與所述出射反射鏡的反射鏡面均為鍍金反射鏡面。

進一步的，所述入射反射鏡為平面反射鏡，所述出射反射鏡為拋物面反射鏡。

進一步的，所述進氣封頭與所述出氣封頭之間插接有支撐棒，所述支撐棒兩端分別為進氣插接端和出氣插接端，所述進氣插接端沿其軸向開設有進氣通道，所述進氣通道與所述進氣孔連通，所述出氣插接端沿其軸向開設有出氣通道，所述出氣通道與所述出氣孔連通；位于所述吸收腔內的所述支撐棒的兩端分別開設有進氣通氣孔和出氣通氣孔，所述進氣通氣孔連通所述進氣通道與所述吸收腔，所述出氣通氣孔連通所述出氣通道與所述吸收腔。

進一步的，所述進氣通氣孔為多個，且沿所述支撐棒的周向均勻分布；所述出氣通氣孔為多個，且沿所述支撐棒的周向均勻分布。

本實用新型光學氣體吸收池的有益效果為：

本實用新型提供的光學氣體吸收池，主要包括入射反射鏡、套筒和出射反射鏡形成的吸收腔，該吸收腔用于容納待檢測氣體；還包括對入射反射鏡、出射反射鏡進行定位和保護的殼體。待檢測氣體從進氣孔通入吸收腔內，從出氣孔排出，完成對吸收腔內氣體的置換；激光從入射反射鏡的入射窗口片向吸收腔內射入激光，激光在入射反射鏡和出射反射鏡之間多次反射，最終從出射反射鏡的出射窗口片射出。激光在入射反射鏡和出射反射鏡之間多次反射，在確保激光在吸收腔內有效光程的基礎上，大大減小了吸收腔的體積，從而提高了吸收腔中的氣體置換速率，相應提高了光學氣體傳感器的響應速度和檢測效率，此外，也相應減小了光學氣體吸收池及光學氣體傳感器的體積，使其方便攜帶。

本實用新型的另一個目的在于提供一種光學氣體傳感器，包括激光器和上述光學氣體吸收池，所述進氣封頭上固設有用于透過所述入射窗口片向所述吸收腔發射激光的光纖準直器，所述光纖準直器通過接頭與所述激光器連接；所述出氣封頭上通過調節裝置固接有探測器，所述探測器電連接有信號處理模塊，所述信號處理模塊包括依次電連接的前置放大器、鎖相放大器、A/D轉換器和微處理器，所述前置放大器與所述探測器電連接。該光學氣體傳感器具有上述光學氣體吸收池的所有技術效果，這里不再贅述。

進一步的，所述光學氣體吸收池外套設有外殼，所述外殼側壁固設有電路箱，所述電路箱內固設有電處理板，所述信號處理模塊設于所述電處理板內，所述激光器安裝于所述電處理板上。

進一步的，所述激光器下部設有散熱板。