[發(fā)明專利]一種光程可調的紅外檢測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011512608.4
• 申請日: 2020-12-20
• 公開（公告）號: CN112730305A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 丁然;趙科;陳少波;肖焓艷;劉媛;李玉杰;陳軒;陶加貴;李洪濤;劉詠飛;楊騉;張曉星;田雙雙
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司檢修分公司;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國網江蘇省電力有限公司;湖北工業(yè)大學
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍

1.一種光程可調的紅外檢測系統(tǒng)，包括：光源單元、氣室單元、檢測單元，其特征在于：

所述光源單元，包括光源(1)和準直器(3)，用于使檢測用紅外光以單一方向入射至氣室單元；

所述氣室單元，包括內部充有待測氣體的氣室(4)，所述氣室呈長方體形狀，內部側壁設置有平面鏡(12)、(13)，底部設置有紅外探測器(5)，用于接收來自光源單元的檢測用紅外光，經過待測氣體后輸出至紅外探測器(5)；

所述檢測單元，包括數(shù)據(jù)處理顯示模塊(6)，用于將紅外探測器(5)檢測到的光強轉換為檢測數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)處理顯示模塊(6)上顯示。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種光程可調的紅外檢測系統(tǒng)，其特征在于：

光源單元還包括光傳播空間(2)，光源(1)通過光傳播空間(2)進入氣室部分到達準直器(3)。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種光程可調的紅外檢測系統(tǒng)，其特征在于：

在測量前調節(jié)準直器(3)，以改變所述紅外光進入氣室(4)時的入射角θ。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種光程可調的紅外檢測系統(tǒng)，其特征在于：

氣室(4)的內部設有兩塊平面鏡，所述兩塊平面鏡為與側壁形狀相同的長方形，設置于氣室(4)相互平行的兩個側壁上。

5.根據(jù)權利要求4中任一項所述的一種光程可調節(jié)的紅外檢測系統(tǒng)，其特征在于：

紅外探測器(5)在氣室的底部且和平面鏡m(12)以及平面鏡n(13)的底部相接觸。

6.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的一種光程可調的紅外檢測系統(tǒng)，其特征在于：

氣室單元還包括進氣口(7)、出氣口(8)、進氣口閥門(9)、出氣口閥門(10)、進氣口(7)和出氣口(8)上分別設有進氣口閥門(9)和出氣口閥門(10)。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種光程可調的紅外檢測系統(tǒng)，其特征在于：

光入射口(11)設置在光傳播空間(2)出口處和氣室(4)內的準直器(3)入口處，接收紅外光以單一方向入射至氣室(4)內。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種光程可調的紅外檢測系統(tǒng)，其特征在于：

進氣口(7)與采集待測氣體的氣袋裝置相連，出氣口(8)與真空泵相連接。

9.根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的一種光程可調的紅外檢測系統(tǒng)的光程可調的紅外檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：預估待測氣體的濃度以確定光的傳播路程長度L，

步驟2，根據(jù)確定所需的光的傳播路程長度L后，選取反射次數(shù)n，并確定入射角θ，

步驟3，根據(jù)計算得到的入射角θ，調節(jié)準直器(3)，使系統(tǒng)中光的入射角和計算結果θ保持一致，

步驟4，將待測氣體充入氣室(4)內，同時由光源(1)發(fā)出的光在氣室(4)內經過多次反射達到預設傳播距離后射入紅外探測器(5)，得到待測氣體分析結果。

10.根據(jù)權利要求9所述的一種光程可調的紅外檢測系統(tǒng)，其特征在于：

以如下公式表示光傳播路程長度L和入射角θ的關系，

式中：

n表示光在平面鏡之間的反射次數(shù)；

a表示平面鏡m(12)和平面鏡n(13)之間的距離；

θ表示入射光與水平面之間的角度；

l表示準直器3的光射入點到平面鏡m(12)底端的距離和平面鏡n(13)的高度；

L表示光在氣室內傳播的總路程。

11.根據(jù)權利要求10所述的一種光程可調的紅外檢測系統(tǒng)，其特征在于：

檢測開始時，使用所述采氣袋與實驗裝置相連接，打開氣袋閥門和實驗裝置閥門，使實驗后的氣體進入氣袋以利用所述氣袋采集待測氣體；

將進氣口(7)與裝有待測氣體的氣袋相連，打開氣室(4)進氣口閥門(9)和氣袋的閥門使待測氣體進入氣室(4)內。