CN104316462A - 一种m形长光程气室 - Google Patents

一种m形长光程气室 Download PDF

Info

Publication number
CN104316462A
CN104316462A CN201410541836.2A CN201410541836A CN104316462A CN 104316462 A CN104316462 A CN 104316462A CN 201410541836 A CN201410541836 A CN 201410541836A CN 104316462 A CN104316462 A CN 104316462A
Authority
CN
China
Prior art keywords
air chamber
level crossing
collimation lens
cylindrical shell
light path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410541836.2A
Other languages
English (en)
Inventor
杨杰
王惠芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Wanyi Science and Technology Co Ltd
Original Assignee
Anhui Wanyi Science and Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Wanyi Science and Technology Co Ltd filed Critical Anhui Wanyi Science and Technology Co Ltd
Priority to CN201410541836.2A priority Critical patent/CN104316462A/zh
Publication of CN104316462A publication Critical patent/CN104316462A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种M形长光程气室，包括有气室筒体，气室筒体内一端并行设置有第一平面镜、第二平面镜，气室筒体内另一端呈品字形设置有第一准直透镜、第二准直透镜、第三平面镜，光源的光束经一个光纤导入至第一准直透镜，经第一准直透镜准直后经第一平面镜反射至第三平面镜，然后经第三平面镜反射至第二平面镜，最后经第二平面镜反射至第二准直透镜后，经第二准直透镜准直后出射。本发明在气室筒体内形成似M形光路，实现了单个小直径筒体下，计算光程等于4倍于单筒体长度的检测装置。

Description

一种M形长光程气室
技术领域
本发明涉及气室领域，具体是一种M形长光程气室。
背景技术
随着人口的增长和经济的发展,我国正面临着十分严重的环境污染问题。研制能够实时监测环境气体的分析仪器对改善人类的生存环境具有重大的意义。由于所需监测的污染气体多为低于ppm量级乃至ppb量级的低浓度物质,所以设计的光学系统必须具有足够长的光程长才能达到检测精度要求，同时考虑到成本、空间大小的约束，所以长光程气体检测气室的研制是整个系统的关键及难点所在。
应用于吸收型光纤气体传感器的气室根据光束在气室中的传播路径大致可以分为两类：一类是单光路气室，一类是多光路气室。
光谱吸收法气室的基本工作原理：如果光源光谱覆盖一个或多个气体的吸收线，则光通过待测气体时就会发生衰减，输入光强Ii，输出光强I0和气体的浓度C之间满足比尔-朗伯定理，即：
Io＝Iie-LCK
L表示气体的厚度，即光辐射经过吸收气体的路程，现有的设备为两透镜之间的间距，K表示待测吸收系数。
通过检测Ii和I0便可得到待测气体的浓度。由上式可知，光束与气体的作用长度是决定光纤气体传感器的灵敏度的一个重要因素，传感长度越长灵敏度越高，因此在设计中应尽量增加传感长度，同时考虑减小体积。
单光路吸收气室也称透射型吸收气室。在单光路气室中，经过准直的光束只在气室中经过一次。因此，传感长度即为气室中容纳气体的长度，这种常规的透射型气室一般为圆柱体。它由一组输入透镜、气室腔和一组输出透镜组成，从输入光纤出射的光，经输入透镜准直，变为平行光，穿过气室，再由透镜耦合到输出光纤中。气室的长度可从几厘米到几米，视需求而定。这种气室结构简单，但尺寸较大。现有的多光路气室又称反射式气室，一般由多块平面或凹面反射镜组成，利用反射镜使光路在气室中经过多次反射，从而达到增加有效传感长度的目的，但这种气室大多光路结构尺寸大，加工精度高，调试复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种M形长光程气室，以弥补已有技术的缺陷。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种M形长光程气室，包括有气室筒体，其特征在于：气室筒体内一端并行设置有第一平面镜、第二平面镜，气室筒体内另一端呈品字形设置有第一准直透镜、第二准直透镜、第三平面镜，所述第一平面镜位于第一准直透镜出射光路上，第三平面镜位于第一平面镜反射光路上，第二平面镜位于第三平面镜反射光路上，第二准直透镜位于第二平面镜反射光路上，光源的光束经一个光纤导入至第一准直透镜，经第一准直透镜准直后出射至第一平面镜，再经第一平面镜反射至第三平面镜，然后经第三平面镜反射至第二平面镜，最后经第二平面镜反射至第二准直透镜后，经第二准直透镜准直后出射，第二准直透镜出射光经另一个光纤导出气室筒体，从而在气室筒体内构成空间的似M形光路。
所述的一种M形长光程气室，其特征在于：所述气室筒体左端开口，右端封闭，气室筒体右端端壁开有进气口，气室筒体侧壁左端开有出气口，气室筒体左端开口中密封装入有光纤座，从而在气室筒体内形成密闭的空间，所述光纤分别设置在光纤座中，其中一个光纤一端连接至光源、另一端耦合至第一准直透镜，另一个光纤一端耦合至第二准直透镜、另一端连接至光谱仪。
所述的一种M形长光程气室，其特征在于：所述气室筒体内共中心轴设置有气室架，所述第一准直透镜通过透镜座、第二准直透镜通过透镜座、第三平面镜通过平面镜座呈品字形设置在气室架内左端，所述第一、第二平面镜分别各自通过平面镜座并行设置在气室架内右端。
所述的一种M形长光程气室，其特征在于：所述透镜座、平面镜座分别设置为喇叭口状，透镜座、平面镜座分别胶粘在气室架内对应端。
本发明由准直透镜、平面镜、光纤、透镜座、平面镜座、光纤座、气室架、气室筒体组成。将两个相同准直透镜及三个相同平面镜置于气室架两端一定斜角位置上，利用透镜准直及平面镜反射原理，在气室筒体内形成似M形光路，实现了单个小直径筒体下，计算光程等于4倍于单筒体长度的检测装置。
本发明优点为：
1、镜片种类、规格少、体积小，精密设计各个镜片位置及角度，使所有镜片排布直径小于30mm，即气室外壳直径小于40mm，制作成本低，光程长，测试精度提高。
2、镜片安装座加工成喇叭口，注胶安装牢固性、密封性好，提高测试准确性。
3、气室筒体外调试光路，调试点少，且简单，便于安装、维护，降低维护成本。
附图说明
图1为本发明结构装配俯视图。
图2为本发明结构装配侧视图。
图3为本发明中气室架部分结构三维图。
图4为本发明似M形长光程气室光路二维示意图。
具体实施方式
如图1、图2及图3所示，一种M形长光程气室，包括有气室筒体1，气室筒体1内一端并行设置有第一平面镜2、第二平面镜3，气室筒体1内另一端呈品字形设置有第一准直透镜4、第二准直透镜5、第三平面镜6，第一平面镜2位于第一准直透镜4出射光路上，第三平面镜6位于第一平面镜2反射光路上，第二平面镜3位于第三平面镜6反射光路上，第二准直透镜5位于第二平面镜3反射光路上。
如图4所示，光源的光束经一个光纤7导入至第一准直透镜4，经第一准直透镜4准直后出射至第一平面镜2，再经第一平面镜2反射至第三平面镜6，然后经第三平面镜6反射至第二平面镜3，最后经第二平面镜3反射至第二准直透镜5后，经第二准直透镜5准直后出射，第二准直透镜5出射光经另一个光纤8导出气室筒体1，从而在气室筒体1内构成空间的似M形光路。
气室筒体1左端开口，右端封闭，气室筒体1右端端壁开有进气口9，气室筒体1侧壁左端开有出气口10，气室筒体1左端开口中密封装入有光纤座11，从而在气室筒体1内形成密闭的空间，光纤7、8分别设置在光纤座11中，其中一个光纤7一端连接至光源、另一端耦合至第一准直透镜4，另一个光纤8一端耦合至第二准直透镜5、另一端连接至光谱仪。
气室筒体1内共中心轴设置有气室架12，第一准直透镜4通过透镜座、第二准直透镜5通过透镜座、第三平面镜6通过平面镜座呈品字形设置在气室架12内左端，第一、第二平面镜2、3分别各自通过平面镜座并行设置在气室架12内右端。
透镜座13、平面镜座14分别设置为喇叭口状，透镜座13、平面镜座14分别胶粘在气室架12内对应端。
装配、调试时，将第一、第二共两片准直透镜、第一、第二及第三共三片平面镜分别用紫外胶各自粘贴在透镜座与平面镜座上，分别形成两个透镜组件和三个平面镜组件，光照射烘干24小时后，将两个透镜组件与一个平面镜组件呈品字形组装在气室架一端，将其余两个平面镜组件并行组装在气室架另一端。
被检测气体由进气口进入气室，再由出气口口流出，氙灯光源经光纤传入的光经第一准直透镜准直后射入到气室架另一端第一平面镜上，第一平面镜将光束再反射入第三平面镜上，第三平面镜再将光束反射入第二平面镜上，第二平面镜再将光束反射入对面第二准直透镜，第二准直透镜出射光束经光纤传入到光谱仪。光谱仪计算气体厚度尺寸4倍于筒体长度尺寸。

Claims (4)

1.一种M形长光程气室，包括有气室筒体，其特征在于：气室筒体内一端并行设置有第一平面镜、第二平面镜，气室筒体内另一端呈品字形设置有第一准直透镜、第二准直透镜、第三平面镜，所述第一平面镜位于第一准直透镜出射光路上，第三平面镜位于第一平面镜反射光路上，第二平面镜位于第三平面镜反射光路上，第二准直透镜位于第二平面镜反射光路上，光源的光束经一个光纤导入至第一准直透镜，经第一准直透镜准直后出射至第一平面镜，再经第一平面镜反射至第三平面镜，然后经第三平面镜反射至第二平面镜，最后经第二平面镜反射至第二准直透镜后，经第二准直透镜准直后出射，第二准直透镜出射光经另一个光纤导出气室筒体，从而在气室筒体内构成空间的似M形光路。
2.根据权利要求1所述的一种M形长光程气室，其特征在于：所述气室筒体左端开口，右端封闭，气室筒体右端端壁开有进气口，气室筒体侧壁左端开有出气口，气室筒体左端开口中密封装入有光纤座，从而在气室筒体内形成密闭的空间，所述光纤分别设置在光纤座中，其中一个光纤一端连接至光源、另一端耦合至第一准直透镜，另一个光纤一端耦合至第二准直透镜、另一端连接至光谱仪。
3.根据权利要求1所述的一种M形长光程气室，其特征在于：所述气室筒体内共中心轴设置有气室架，所述第一准直透镜通过透镜座、第二准直透镜通过透镜座、第三平面镜通过平面镜座呈品字形设置在气室架内左端，所述第一、第二平面镜分别各自通过平面镜座并行设置在气室架内右端。
4.根据权利要求3所述的一种M形长光程气室，其特征在于：所述透镜座、平面镜座分别设置为喇叭口状，透镜座、平面镜座分别胶粘在气室架内对应端。
CN201410541836.2A 2014-10-14 2014-10-14 一种m形长光程气室 Pending CN104316462A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410541836.2A CN104316462A (zh) 2014-10-14 2014-10-14 一种m形长光程气室

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410541836.2A CN104316462A (zh) 2014-10-14 2014-10-14 一种m形长光程气室

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104316462A true CN104316462A (zh) 2015-01-28

Family

ID=52371723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410541836.2A Pending CN104316462A (zh) 2014-10-14 2014-10-14 一种m形长光程气室

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104316462A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105301674A (zh) * 2015-11-20 2016-02-03 安徽省大气探测技术保障中心 气象光学视程检测装置
CN107014774A (zh) * 2017-06-08 2017-08-04 武汉米字能源科技有限公司 一种并联双气室痕量气体分析系统及气体浓度计算方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63249004A (ja) * 1987-04-03 1988-10-17 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 干渉縞発生装置
CN2597968Y (zh) * 2003-02-20 2004-01-07 中国科学院安徽光学精密机械研究所 实验室用差分吸收光谱仪的发射、接收系统
CN101281125A (zh) * 2008-05-19 2008-10-08 安徽敏测光电科技有限公司 一种智能红外多组分有害气体监测方法和装置
CN101872062A (zh) * 2010-06-02 2010-10-27 清华大学 一种采用复用结构的反射池
CN102004283A (zh) * 2009-09-02 2011-04-06 中国科学院半导体研究所 光纤耦合怀特腔
CN102012555B (zh) * 2010-10-14 2012-07-18 中国科学院安徽光学精密机械研究所 消除湍流效应的开放式长光程多次反射池系统
CN102809534A (zh) * 2012-08-06 2012-12-05 北京雪迪龙科技股份有限公司 一种气体浓度检测仪及其气体吸收室
CN103196845A (zh) * 2013-02-25 2013-07-10 陈亚锋 多成分浓度分析装置及其测量室
CN103592240A (zh) * 2013-11-06 2014-02-19 安徽皖仪科技股份有限公司 一种怀特池式火焰原子化器
CN203811523U (zh) * 2013-12-26 2014-09-03 上海伟钊光学科技股份有限公司 光纤光程池

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63249004A (ja) * 1987-04-03 1988-10-17 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 干渉縞発生装置
CN2597968Y (zh) * 2003-02-20 2004-01-07 中国科学院安徽光学精密机械研究所 实验室用差分吸收光谱仪的发射、接收系统
CN101281125A (zh) * 2008-05-19 2008-10-08 安徽敏测光电科技有限公司 一种智能红外多组分有害气体监测方法和装置
CN102004283A (zh) * 2009-09-02 2011-04-06 中国科学院半导体研究所 光纤耦合怀特腔
CN101872062A (zh) * 2010-06-02 2010-10-27 清华大学 一种采用复用结构的反射池
CN102012555B (zh) * 2010-10-14 2012-07-18 中国科学院安徽光学精密机械研究所 消除湍流效应的开放式长光程多次反射池系统
CN102809534A (zh) * 2012-08-06 2012-12-05 北京雪迪龙科技股份有限公司 一种气体浓度检测仪及其气体吸收室
CN103196845A (zh) * 2013-02-25 2013-07-10 陈亚锋 多成分浓度分析装置及其测量室
CN103592240A (zh) * 2013-11-06 2014-02-19 安徽皖仪科技股份有限公司 一种怀特池式火焰原子化器
CN203811523U (zh) * 2013-12-26 2014-09-03 上海伟钊光学科技股份有限公司 光纤光程池

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105301674A (zh) * 2015-11-20 2016-02-03 安徽省大气探测技术保障中心 气象光学视程检测装置
CN107014774A (zh) * 2017-06-08 2017-08-04 武汉米字能源科技有限公司 一种并联双气室痕量气体分析系统及气体浓度计算方法
CN107014774B (zh) * 2017-06-08 2019-08-16 武汉米字能源科技有限公司 一种并联双气室痕量气体分析系统及气体浓度计算方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103733046A (zh) 气体分析装置
CN202216761U (zh) 光谱信息获取模块
CN103528797A (zh) 一种用于光学系统镜片透过率和反射率检测的新系统
CN106018314A (zh) 多波段多气体检测装置及方法
CN103994954A (zh) 一种低成本高精度雾霾测量仪
CN106442428B (zh) 基于多次反射的能见度的光纤式测量方法
CN107167428A (zh) 一种用于气体检测的吸收池
CN102890067A (zh) 基于近红外的甲醇汽油快速检测仪
CN104483282A (zh) 自校准气室及光纤气体传感器检测系统
CN104483284A (zh) 一种烟气监测仪的光学系统及检测装置
CN104502292A (zh) 痕量气体传感器光路系统及气室
CN202676592U (zh) 烟谱测量装置用光学系统
CN204302180U (zh) 一种痕量气体传感器光路系统及气室
CN205317625U (zh) 检测空气中pm2.5用的传感器
CN104316462A (zh) 一种m形长光程气室
CN202886272U (zh) 基于角锥棱镜的烟气分析仪
CN202177572U (zh) 一种多组分气体光谱测量系统
CN201811920U (zh) 气体测量装置
CN204439539U (zh) 一种烟气监测仪的光学系统及检测装置
CN103424369A (zh) 一种光纤结构污染气体差分吸收光谱测量系统
CN205786294U (zh) 多波段多气体检测装置
CN205317624U (zh) 检测空气中pm2.5用的光电传感器
CN204346907U (zh) 一种自校准气室及光纤气体传感器检测系统
CN204028004U (zh) 一种基于拉曼滤波的物质检测装置
CN203849137U (zh) 一种低成本高精度雾霾测量仪

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150128

RJ01 Rejection of invention patent application after publication