[發明專利]一種多點反射式光電氣體傳感器探頭及光電氣體檢測裝置

有效

• 申請號: 201910918811.2
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110632008B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 劉統玉;寧雅農;金光賢;王兆偉;李艷芳;胡杰;孟輝;石智棟
• 申請（專利權）人: 山東微感光電子有限公司;濟寧安然智能科技有限公司;丹東中科智安光電科技有限責任公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/03;G01N21/01
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊曉冰

本發明公開了一種多點反射式光電氣體傳感器探頭及光電氣體檢測裝置，采用了雙探測器和參考氣室，該多點反射式光電氣體傳感器探頭包括探頭本體、設置在探頭本體內的光路模塊、以及嵌入在光路模塊中的光源、分光鏡、螺旋式多點光反射光路、信號探測器、參考氣室和參考探測器；光源發出平行光束，平行光束經過分光鏡，一部分光束被反射入螺旋式多點光反射光路，經過螺旋式多點光反射光路反射后到達信號探測器；另一部分光束被反射入參考氣室，經過參考氣室后被參考探測器接收。

技術領域

本發明涉及激光光譜氣體傳感器技術領域，特別是涉及一種帶有參考氣室的多點反射式光電氣體傳感器探頭及光電氣體檢測裝置。

背景技術

近年來，各種小型化的激光甲烷傳感探頭不斷被研發和生產，并被使用到煤炭，石油化工，電力，冶金等有可能出現瓦斯突出或天然氣泄露的領域。這些小型化的激光甲烷傳感探頭一般采用反射鏡來改變氣室中的光路的傳播路徑，這樣的設計不但可以氣室中的檢測光程增加，從而提高了測量靈敏度，使得氣體檢測結果更加精確，而且有效地減少探頭的體積，使激光氣體傳感器實現小型化。

中國公開申請號CN2017114551770的公開申請中采用了帶有四個通孔的光路模塊，該設計通過三個反射鏡將四個通孔中的光束反射而形成一個“菱形光路的測量光路”，有效的減小了傳感探頭的尺寸。中國公開申請號CN106908412A的公開申請中采用了帶有兩個反射鏡的光路模塊，通過兩個反射鏡改變光路，使得相同體積下的氣室光程增加了一倍以上，也同樣達到了減小了傳感探頭的尺寸的目的。中國公開申請號CN 2019102230250的公開申請中采用了多點反射螺旋式的光路模塊，該設計通過采用多個反射鏡和直線光路通道構成螺旋光路，有效的在有限的傳感探頭尺寸里延長了氣體測量光程，從而達到增加測量精度的目的。

發明人在研發過程中發現，由于開放光路式傳感探頭尺寸限制，目前已有的開放光路式傳感器探頭中，均沒有采用充有被測氣體的參考氣室。因此，在實際使用中，傳感器有可能受到其他氣體的干擾，產生誤報。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種帶有參考氣室的多點反射式光電氣體傳感器探頭及光電氣體檢測裝置，采用了雙探測器和參考氣室，當傳感器在工作狀態下，從參考信號中可以精確地鎖定被測氣體的吸收峰波長位置，從而可以排除由其他氣體，如水蒸氣等產生的干擾，提高了測量的準確性，避免誤報。

本發明一方面提供的一種多點反射式光電氣體傳感器探頭的技術方案是：

一種多點反射式光電氣體傳感器探頭，包括探頭本體、設置在探頭本體內的光路模塊、以及嵌入在光路模塊中的光源、分光鏡、螺旋式多點光反射光路、信號探測器、參考氣室和參考探測器；

光源發出平行光束，平行光束經過分光鏡，一部分光束被反射入螺旋式多點光反射光路，經過螺旋式多點光反射光路反射后到達信號探測器；另一部分光束被反射入參考氣室，經過參考氣室后被參考探測器接收。

作為本發明的進一步技術方案，所述探頭本體由探頭上殼體和探頭下殼體組成，所述探頭上殼體的頂部設置有多個氣體進氣孔；所述探頭上殼體頂部的氣體進氣孔處安裝有過濾網。

作為本發明的進一步技術方案，所述螺旋式多點光反射光路和探頭上殼體頂部之間形成了用于容納待測氣體的空腔。

作為本發明的進一步技術方案，所述光路模塊為金屬模塊、塑料模塊或者合成材料模塊。

作為本發明的進一步技術方案，所述螺旋式多點光反射光路由多條直線光路通道和多個平面反射鏡組成；每條直線光路通道與其相鄰的直線光路通道相垂直。

作為本發明的進一步技術方案，相鄰兩個直線光路通道之間設置有平面反射鏡；所述平面反射鏡與直線光路通道呈45°夾角。