本技术涉及基于激光气体吸收光谱技术的气体分析,具体为一种双光程光学气室结构。
背景技术:
1、基于激光气体吸收光谱技术的气体成分分析技术已经在生产、生活的各个领域得到广泛应用,其工作原理是采用特定波长的激光光束穿过被测气体,并被气体部分吸收,光强度的衰减程度与气体的浓度两者关系满足朗伯.比尔定理,因此可以通过检测光强度的衰减信息分析获得被测气体的浓度。
2、在实际应用中,往往会遇到这种情况:客户所需测量的对象变化跨度非常大,但是对低浓度测量对象的测量精度却仍然有较高要求,如果此时以高量程为检测量程,则低浓度测量的精度难以保证,如果以低量程为检测量程,则仪表检测范围无法覆盖高量程,于是需要一台具有双量程的检测仪表。根据朗伯.比尔定理,气体吸收强度与光程成正比,常规作法是根据量程比,使用一长一短两套气室,配套两套光源和光电传感器来实现。这样做一方面体积相对较大,另一方面由于需要两套激光器光源,成本大幅上升,仪表在市场上难有竞争力。
3、综上所述,本实用新型通过设计一种双光程光学气室结构来解决上述背景技术中的问题。这种双光程光学气室结构具有独特的设计理念,在气体分析领域,尤其是对于需要测量大范围气体浓度且要求低检测限的情况下,具有不可替代的优势。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种双光程光学气室结构,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
3、一种双光程光学气室结构,包括激光器模组和分析气室,所述激光器模组通过粘接或密封件压接与分析气室固定,所述分析气室上设置有通光孔,所述激光器模组发出的激光束可由通光孔进入分析气室,所述分析气室的顶部左右两侧分别配置有进气口和出气口,所述分析气室的较短边两侧还分别设置有第一光电传感器以及第二光电传感器。
4、作为本实用新型优选的方案,所述分析气室内安装有一片分光镜,所述激光器模组发出的激光束在气室中前进一小段距离后与分光镜相遇,光束一部分透过分光镜,一部分被分光镜反射继续在气室内传播。
5、作为本实用新型优选的方案,所述第一光电传感器、第二光电传感器位于分析气室的一侧分别设置有第一聚焦透镜以及第二聚焦透镜,且被分光镜反射的光束继续在气室内传播一段距离后,经由安装在气室上的第一聚焦透镜聚焦在第一光电传感器上,由第一光电传感器将光信号转换成电信号,送到信号端处理。
6、作为本实用新型优选的方案,所述分析气室在分光镜背面设置有出光孔,且透过分光镜的光束经出光孔,再由第二聚焦透镜聚焦在第二光电传感器上,由第二光电传感器将光信号转换成电信号,送到信号端处理。
7、作为本实用新型优选的方案,所述激光器模组与分光镜之间的距离为l1,分光镜与第一聚焦透镜之间的距离为l2,则双光程的光程比=l1/(l1+l2),通过改变l1和l2的距离可以获得各种光程比。
8、作为本实用新型优选的方案,所述激光器模组位于分析气室外壳体上设置有螺纹板,所述螺纹板的内部通过螺纹连接有调节螺杆,所述调节螺杆位于分析气室的内部连接有转动块,所述转动块的外侧连接有限位压板,所述限位压板的一侧连接有复位弹簧,所述复位弹簧的另一侧安装在承载座上。
9、作为本实用新型优选的方案,所述转动块可位于限位压板的内部腔体转动,且所述限位压板在上述调节螺杆的转动下对复位弹簧产生压缩。
10、作为本实用新型优选的方案,所述进气口的内部还设置有防水透气膜。
11、与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
12、本实用新型中,通过在光路中安装一片分光镜,在一个分析气室中提供两段不同光程,从而实现了双量程测量,同时满足用户对于大量程和低检测限的需求,并且减小了仪器体积,降低了成本,具有极高的应用价值;且通过在激光器模组的上下位置设置有调节螺杆,利用调节螺杆来调节激光器模组的倾斜度,进而改变其位于分光镜上的上下位置,达到通过激光器模组的微调来对准光束,提高了该分析气室内部激光结构照射方向调节过程中的灵活性。
1.一种双光程光学气室结构,包括激光器模组(4)和分析气室(3),其特征在于:所述激光器模组(4)通过粘接或密封件压接与分析气室(3)固定,所述分析气室(3)上设置有通光孔,所述激光器模组(4)发出的激光束可由通光孔进入分析气室(3),所述分析气室(3)的顶部左右两侧分别配置有进气口(8)和出气口(9),所述分析气室(3)的较短边两侧还设置有第一光电传感器(1)以及第二光电传感器(10)。
2.根据权利要求1所述的一种双光程光学气室结构,其特征在于:所述分析气室(3)内安装有一片分光镜(7),所述激光器模组(4)发出的激光束在气室中前进一小段距离后与分光镜(7)相遇,光束一部分透过分光镜(7),一部分被分光镜(7)反射继续在气室内传播。
3.根据权利要求1所述的一种双光程光学气室结构,其特征在于:所述第一光电传感器(1)、第二光电传感器(10)位于分析气室(3)的一侧分别设置有第一聚焦透镜(2)以及第二聚焦透镜(11),且被分光镜(7)反射的光束继续在气室内传播一段距离后,经由安装在气室上的第一聚焦透镜(2)聚焦在第一光电传感器(1)上,由第一光电传感器(1)将光信号转换成电信号,送到信号端处理。
4.根据权利要求1所述的一种双光程光学气室结构,其特征在于:所述分析气室(3)在分光镜(7)背面设置有出光孔,且透过分光镜(7)的光束经出光孔,再由第二聚焦透镜(11)聚焦在第二光电传感器(10)上,由第二光电传感器(10)将光信号转换成电信号,送到信号端处理。
5.根据权利要求1所述的一种双光程光学气室结构,其特征在于:所述激光器模组(4)与分光镜(7)之间的距离为l1,分光镜(7)与第一聚焦透镜(2)之间的距离为l2,则双光程的光程比=l1/(l1+l2),从而通过改变l1和l2的距离可以获得各种光程比。
6.根据权利要求1所述的一种双光程光学气室结构,其特征在于:所述激光器模组(4)位于分析气室(3)外壳体上设置有螺纹板(12),所述螺纹板(12)的内部通过螺纹连接有调节螺杆(13),所述调节螺杆(13)位于分析气室(3)的内部连接有转动块(14),所述转动块(14)的外侧连接有限位压板(15),所述限位压板(15)的一侧连接有复位弹簧(16),所述复位弹簧(16)的另一侧安装在承载座(6)上。
7.根据权利要求6所述的一种双光程光学气室结构,其特征在于:所述转动块(14)可位于限位压板(15)的内部腔体转动,且所述限位压板(15)在上述调节螺杆(13)的转动下对复位弹簧(16)产生压缩。
8.根据权利要求1所述的一种双光程光学气室结构,其特征在于:所述进气口(8)的内部还设置有防水透气膜(5)。
