CN107064006B - 大气红外检测设备红外发射装置及红外接收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于大气红外检测设备技术领域，具体涉及一种大气红外检测设备红外发射装置及红外接收装置，本发明通过两轴转台实现红外检测设备的整体俯仰和左右扫摆，本发明的传动结构简单，稳定性好，且调节精度高，大大提高了红外检测设备的安装、对光效率和对光精度；本发明将镜片安装在一活动支架上，并将活动支架安装在卡氏反射望远镜筒壁上设置的滑块上，从卡氏反射望远镜外部就能够实时卡氏反射望远镜内镜片的位置，操作简单、便捷，提高了设备组装及维护检修效率；本发明利用燕尾式插接结构实现卡氏反射望远镜与转台的快速连接和定位，连接结构稳定、可靠，安装精度高。
Description
技术领域
本发明属于大气红外检测设备技术领域，具体涉及一种大气红外检测设备红外发射装置及红外接收装置。
背景技术
大气污染是我国当前面临的重大问题之一，对环境空气进行连续在线监测、掌握污染气体排放、扩散及演变规律，实现精确溯源对于制定减排政策、评估减排方案、彻底解决大气污染问题具有重要意义。利用待测气体的“红外指纹”吸收特征进行光谱定量分析，从而获取待测气体浓度在气体在线检测领域具有重要应用。基于红外光谱技术的气体浓度检测分为抽取式检测和开放光路式检测两种方法，抽取式检测需将待测气体抽入样品池内，因此该方法只能进行点源检测，在开放光路式检测方法中红外辐射信号直接穿过待测区域。相比于抽取式检测方法，开放光路式检测可实现大范围的区域化检测。而开放光路式的区域化检测则对光学系统提出了更高的要求，需要简单、高效的光学系统来保证红外光谱检测系统稳定性。在设备对光阶段，若设备的稳定性较差或调节精度不够，就很难将红外光束的收发端正确调整到位。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于调节角度的大气红外检测设备红外发射装置及红外接收装置。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种大气红外检测设备的红外发射装置，包括红外光源和一个卡氏反射望远镜，红外光源发出的红外光束经卡氏反射望远镜扩束后投射出去；所述红外光源和卡氏反射望远镜安装在一转台上，所述转台包括托板、支架和底座，所述托板用于安装红外光源和卡氏反射望远镜，所述托板沿垂直于卡氏反射望远镜轴线的水平方向转动设置在支架上，以实现卡氏反射望远镜的俯仰调节，所述支架沿竖直轴线转动设置在底座上，以实现卡氏反射望远镜的左右调节；所述卡氏反射望远镜的后端设有一燕尾块，所述托板上设有一安装座，所述安装座上设有一沿竖直方向设置的燕尾槽，所述燕尾块与燕尾槽构成插接配合；所述燕尾块和安装座均上开设有与卡氏反射望远镜后端通光孔同轴的通孔；所述转台上还设有一支撑块，所述支撑块支撑在卡氏反射望远镜的外环面底部，且两者之间为非连接式接触；所述支撑块在转台上的上下高度可调。
所述支架上设有第一滑块和第一丝杆，所述第一滑块沿竖直方向滑动设置，所述第一丝杆沿竖直方向转动设置在支架上，所述第一丝杆与第一滑块上开设的螺纹孔构成螺纹配合，所述第一丝杆上设有与第一丝杆同步转动连接的旋钮；所述托板的底部设有引导块，所述引导块上开设有腰型孔，所述腰型孔的孔深方向与托板的转轴方向平行，所述第一滑块上设有一滚轴，所述滚轴的轴线也与托板的转轴方向平行，所述滚轴凸伸至所述腰型孔内与腰型孔构成导向配合；所述第一滑块上设有锁紧销，所述锁紧销水平设置，锁紧销与第一滑块螺纹连接，所述支架上设有一竖直条形孔，所述锁紧销穿过该竖直条形孔设置，锁紧销的悬伸端设有台肩，台肩与竖直条形孔的与滑块相背的一侧孔口断面挡接。
所述支架与底座之间设有一限位盘，所述限位盘转动设置在支架与底座之间的转轴上，所述限位盘与底座之间设有第一锁紧机构，所述限位盘与支架之间设有第二锁紧机构；所述第一锁紧机构包括限位盘上开设的弧形孔，以及底座上端设置的与底座螺纹连接的压紧螺栓，所述弧形孔的弧心位于限位盘的回转中心，所述压紧螺栓穿过所述弧形孔设置，且压紧螺栓的螺栓头压在限位盘的上端面上；所述第二锁紧机构包括限位盘上端间隔设置的两个凸柱，所述两凸柱上各设有一个水平设置的调节螺钉，所述两调节螺钉的顶端抵靠在支架的同一侧面上。
所述卡氏反射望远镜的一端敞口，另一端设有端盖，且端盖的中心设有通光孔，所述端盖内侧设有第一球面反射镜，所述卡氏反射望远镜内设有第二球面反射镜，所述第一球面反射镜为凹面镜，第二球面反射镜为凸面镜，所述第二球面反射镜通过一悬臂悬伸设置在卡氏反射望远镜的中轴线上，且第二球面反射镜的反射面与第一球面反射镜的反射面相对设置，所述悬臂安装在卡氏反射望远镜的筒壁上，且悬臂在卡氏反射望远镜轴线方向上的位置可调。
所述卡氏反射望远镜的筒壁上沿母线方向设有一滑槽，所述滑槽贯穿卡氏反射望远镜的内外筒壁设置，所述滑槽内设有第二滑块，所述悬臂与第二滑块固接，所述第二滑块与卡氏反射望远镜之间还设有锁紧机构；所述锁紧机构包括压块和锁紧螺栓，所述压块位于卡氏反射望远镜的筒壁外侧，所述锁紧螺栓穿过压块上开设的通孔并与滑块上开设的螺纹孔螺纹连接，所述压块的两端凸伸至滑槽外端槽口两侧的端面上，当锁紧螺栓拧紧时能够将压块压紧在滑槽外端槽口两侧的端面上；所述滑槽的内端槽口两侧端面上设有弹性材料制成的条形遮光帘，槽口两侧的遮光帘向槽口中心悬伸设置，且两侧遮光帘的悬伸端部分区域相互重合。
所述托板上设有朝向卡氏反射望远镜前端悬伸设置的悬伸梁，所述悬伸梁的悬伸端开设有一沿上下方向贯穿悬伸梁的螺纹孔，所述螺纹孔内设有第二丝杆，所述第二丝杆的上端抵靠在所述支撑块的底部或与支撑块转动连接，第二丝杆的下端设有手轮；所述支撑块的底部还设有向下凸伸的导杆，所述导杆与悬伸梁上开设的导向孔构成滑动配合；所述支撑块的上端设有弧形槽，该弧形槽的曲率半径与所述卡氏反射望远镜的外径相等；所述支撑块上端与卡氏反射望远镜外环面贴合的部位设有弹性材料制成的缓冲垫。
一种大气红外检测设备的红外接收装置，包括干涉仪、红外探测器，以及所述大气红外检测设备的红外发射装置中除红外光源以外的全部结构，所述干涉仪和红外探测器安装在托板上，所述卡氏反射望远镜用于接收红外光束，并将红外光束聚焦后射入干涉仪，红外光束经干涉仪调制后射入红外探测器。
本发明的技术效果在于：本发明通过两轴转台实现红外检测设备的整体俯仰和左右扫摆，本发明的传动结构简单，稳定性好，且调节精度高，大大提高了红外检测设备的安装、对光效率和对光精度；本发明将镜片安装在一活动支架上，并将活动支架安装在卡氏反射望远镜筒壁上设置的滑块上，从卡氏反射望远镜外部就能够实时卡氏反射望远镜内镜片的位置，操作简单、便捷，提高了设备组装及维护检修效率；本发明利用燕尾式插接结构实现卡氏反射望远镜与转台的快速连接和定位，连接结构稳定、可靠，安装精度高；另外，本发明能够适应不同规格卡氏反射望远镜的安装，提高了设备实用性。
附图说明
图1是本发明的剖视图；
图2、3是本发明的立体图；
图4是本发明的俯仰调节机构的立体图；
图5是本发明的左右调节结构的立体图；
图6是本发明的卡氏反射望远镜的立体图；
图7是本发明的卡氏反射望远镜的爆炸图；
图8是本发明的卡氏反射望远镜的主视图；
图9是图8的A-A剖视图；
图10是本发明的悬臂的立体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的描述。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
如图1-10所示，一种大气红外检测设备的红外发射装置，包括红外光源14和一个卡氏反射望远镜20，红外光源14发出的红外光束经卡氏反射望远镜20扩束后投射出去；所述红外光源14和卡氏反射望远镜20安装在一转台10上，所述转台10包括托板10、支架11和底座12，所述托板10用于安装红外光源14和卡氏反射望远镜20，所述托板10沿垂直于卡氏反射望远镜20轴线的水平方向转动设置在支架11上，以实现卡氏反射望远镜20的俯仰调节，所述支架11沿竖直轴线转动设置在底座12上，以实现卡氏反射望远镜20的左右调节；所述卡氏反射望远镜20的后端设有一燕尾块202，所述托板10上设有一安装座103，所述安装座103上设有一沿竖直方向设置的燕尾槽1031，所述燕尾块202与燕尾槽1031构成插接配合；所述燕尾块202和安装座103均上开设有与卡氏反射望远镜20后端通光孔同轴的通孔；所述托板10上还设有一支撑块106，所述支撑块106支撑在卡氏反射望远镜20的外环面底部，且两者之间为非连接式接触；所述支撑块106在转台10上的上下高度可调。本发明通过两轴转台10实现红外检测设备的整体俯仰和左右扫摆，本发明的传动结构简单，稳定性好，且调节精度高，大大提高了红外检测设备的安装、对光效率和对光精度。
所述支架11上设有第一滑块17和第一丝杆18，所述第一滑块17沿竖直方向滑动设置，所述第一丝杆18沿竖直方向转动设置在支架11上，所述第一丝杆18与第一滑块17上开设的螺纹孔构成螺纹配合，所述第一丝杆18上设有与第一丝杆18同步转动连接的旋钮181；所述托板10的底部设有引导块16，所述引导块16上开设有腰型孔161，所述腰型孔161的孔深方向与托板10的转轴方向平行，所述第一滑块17上设有一滚轴19，所述滚轴19的轴线也与托板10的转轴方向平行，所述滚轴19凸伸至所述腰型孔161内与腰型孔161构成导向配合；所述第一滑块17上设有锁紧销171，所述锁紧销171水平设置，锁紧销171与第一滑块17螺纹连接，所述支架11上设有一竖直条形孔111，所述锁紧销171穿过该竖直条形孔111设置，锁紧销171的悬伸端设有台肩，台肩与竖直条形孔111的与滑块相背的一侧孔口断面挡接。
所述支架11与底座12之间设有一限位盘15，所述限位盘15转动设置在支架11与底座12之间的转轴上，所述限位盘15与底座12之间设有第一锁紧机构，所述限位盘15与支架11之间设有第二锁紧机构；所述第一锁紧机构包括限位盘15上开设的弧形孔151，以及底座12上端设置的与底座12螺纹连接的压紧螺栓121，所述弧形孔151的弧心位于限位盘15的回转中心，所述压紧螺栓121穿过所述弧形孔151设置，且压紧螺栓121的螺栓头压在限位盘15的上端面上；所述第二锁紧机构包括限位盘15上端间隔设置的两个凸柱152，所述两凸柱152上各设有一个水平设置的调节螺钉153，所述两调节螺钉153的顶端抵靠在支架11的同一侧面上。
所述卡氏反射望远镜20的一端敞口，另一端设有端盖21，且端盖21的中心设有通光孔，所述端盖21内侧设有第一球面反射镜22，所述卡氏反射望远镜20内设有第二球面反射镜23，所述第一球面反射镜22为凹面镜，第二球面反射镜23为凸面镜，所述第二球面反射镜23通过一悬臂24悬伸设置在卡氏反射望远镜20的中轴线上，且第二球面反射镜23的反射面与第一球面反射镜22的反射面相对设置，所述悬臂24安装在卡氏反射望远镜20的筒壁上，且悬臂24在卡氏反射望远镜20轴线方向上的位置可调。
所述卡氏反射望远镜20的筒壁上沿母线方向设有一滑槽201，所述滑槽201贯穿卡氏反射望远镜20的内外筒壁设置，所述滑槽201内设有第二滑块25，所述悬臂24与第二滑块25固接，所述第二滑块25与卡氏反射望远镜20之间还设有锁紧机构；所述锁紧机构包括压块27和锁紧螺栓28，所述压块27位于卡氏反射望远镜20的筒壁外侧，所述锁紧螺栓28穿过压块27上开设的通孔并与滑块上开设的螺纹孔螺纹连接，所述压块27的两端凸伸至滑槽201外端槽口两侧的端面上，当锁紧螺栓28拧紧时能够将压块27压紧在滑槽201外端槽口两侧的端面上；所述滑槽201的内端槽口两侧端面上设有弹性材料制成的条形遮光帘203，槽口两侧的遮光帘203向槽口中心悬伸设置，且两侧遮光帘203的悬伸端部分区域相互重合。第二滑块25经过的地方，遮光帘203会被撑开，其它部位遮光帘203闭合，避免周围光线影响。
所述托板10上设有朝向卡氏反射望远镜20前端悬伸设置的悬伸梁104，所述悬伸梁104的悬伸端开设有一沿上下方向贯穿悬伸梁104的螺纹孔，所述螺纹孔内设有第二丝杆105，所述第二丝杆105的上端抵靠在所述支撑块106的底部或与支撑块106转动连接，第二丝杆105的下端设有手轮109；所述支撑块106的底部还设有向下凸伸的导杆108，所述导杆108与悬伸梁104上开设的导向孔构成滑动配合；所述支撑块106的上端设有弧形槽，该弧形槽的曲率半径与所述卡氏反射望远镜20的外径相等；所述支撑块106上端与卡氏反射望远镜20外环面贴合的部位设有弹性材料制成的缓冲垫107。
实施例2
一种大气红外检测设备的红外接收装置，包括干涉仪、红外探测器，以及实施例1所述大气红外检测设备的红外发射装置中除红外光源14以外的全部结构，所述干涉仪和红外探测器安装在托板10上，所述卡氏反射望远镜20用于接收红外光束，并将红外光束聚焦后射入干涉仪，红外光束经干涉仪调制后射入红外探测器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种大气红外检测设备的红外发射装置，其特征在于：包括红外光源(14)和一个卡氏反射望远镜(20)，红外光源(14)发出的红外光束经卡氏反射望远镜(20)扩束后投射出去；所述红外光源(14)和卡氏反射望远镜(20)安装在一转台上，所述转台包括托板(10)、支架(11)和底座(12)，所述托板(10)用于安装红外光源(14)和卡氏反射望远镜(20)，所述托板(10)沿垂直于卡氏反射望远镜(20)轴线的水平方向转动设置在支架(11)上，以实现卡氏反射望远镜(20)的俯仰调节，所述支架(11)沿竖直轴线转动设置在底座(12)上，以实现卡氏反射望远镜(20)的左右调节；所述卡氏反射望远镜(20)的后端设有一燕尾块(202)，所述托板(10)上设有一安装座(103)，所述安装座(103)上设有一沿竖直方向设置的燕尾槽(1031)，所述燕尾块(202)与燕尾槽(1031)构成插接配合；所述燕尾块(202)和安装座(103)均上开设有与卡氏反射望远镜(20)后端通光孔同轴的通孔；所述托板(10)上还设有一支撑块(106)，所述支撑块(106)支撑在卡氏反射望远镜(20)的外环面底部，且两者之间为非连接式接触；所述支撑块(106)在转台上的上下高度可调；
所述支架(11)上设有第一滑块(17)和第一丝杆(18)，所述第一滑块(17)沿竖直方向滑动设置，所述第一丝杆(18)沿竖直方向转动设置在支架(11)上，所述第一丝杆(18)与第一滑块(17)上开设的螺纹孔构成螺纹配合，所述第一丝杆(18)上设有与第一丝杆(18)同步转动连接的旋钮(181)；所述支架(11)与底座(12)之间设有一限位盘(15)，所述限位盘(15)转动设置在支架(11)与底座(12)之间的转轴上。
2.根据权利要求1所述的大气红外检测设备的红外发射装置，其特征在于：所述托板(10)的底部设有引导块(16)，所述引导块(16)上开设有腰型孔(161)，所述腰型孔(161)的孔深方向与托板(10)的转轴方向平行，所述第一滑块(17)上设有一滚轴(19)，所述滚轴(19)的轴线也与托板(10)的转轴方向平行，所述滚轴(19)凸伸至所述腰型孔(161)内与腰型孔(161)构成导向配合；所述第一滑块(17)上设有锁紧销(171)，所述锁紧销(171)水平设置，锁紧销(171)与第一滑块(17)螺纹连接，所述支架(11)上设有一竖直条形孔(111)，所述锁紧销(171)穿过该竖直条形孔(111)设置，锁紧销(171)的悬伸端设有台肩，台肩与竖直条形孔(111)的与第一滑块(17)相背的一侧孔口断面挡接。
3.根据权利要求1所述的大气红外检测设备的红外发射装置，其特征在于：所述限位盘(15)与底座(12)之间设有第一锁紧机构，所述限位盘(15)与支架(11)之间设有第二锁紧机构；所述第一锁紧机构包括限位盘(15)上开设的弧形孔(151)，以及底座(12)上端设置的与底座(12)螺纹连接的压紧螺栓(121)，所述弧形孔(151)的弧心位于限位盘(15)的回转中心，所述压紧螺栓(121)穿过所述弧形孔(151)设置，且压紧螺栓(121)的螺栓头压在限位盘(15)的上端面上；所述第二锁紧机构包括限位盘(15)上端间隔设置的两个凸柱(152)，所述两凸柱(152)上各设有一个水平设置的调节螺钉(153)，所述两调节螺钉(153)的顶端抵靠在支架(11)的同一侧面上。
4.根据权利要求1所述的大气红外检测设备的红外发射装置，其特征在于：所述卡氏反射望远镜(20)的一端敞口，另一端设有端盖(21)，且端盖(21)的中心设有通光孔，所述端盖(21)内侧设有第一球面反射镜(22)，所述卡氏反射望远镜(20)内设有第二球面反射镜(23)，所述第一球面反射镜(22)为凹面镜，第二球面反射镜(23)为凸面镜，所述第二球面反射镜(23)通过一悬臂(24)悬伸设置在卡氏反射望远镜(20)的中轴线上，且第二球面反射镜(23)的反射面与第一球面反射镜(22)的反射面相对设置，所述悬臂(24)安装在卡氏反射望远镜(20)的筒壁上，且悬臂(24)在卡氏反射望远镜(20)轴线方向上的位置可调。
5.根据权利要求4所述的大气红外检测设备的红外发射装置，其特征在于：所述卡氏反射望远镜(20)的筒壁上沿母线方向设有一滑槽(201)，所述滑槽(201)贯穿卡氏反射望远镜(20)的内外筒壁设置，所述滑槽(201)内设有第二滑块(25)，所述悬臂(24)与第二滑块(25)固接，所述第二滑块(25)与卡氏反射望远镜(20)之间还设有锁紧机构；所述锁紧机构包括压块(27)和锁紧螺栓(28)，所述压块(27)位于卡氏反射望远镜(20)的筒壁外侧，所述锁紧螺栓(28)穿过压块(27)上开设的通孔并与第二滑块(25)上开设的螺纹孔螺纹连接，所述压块(27)的两端凸伸至滑槽(201)外端槽口两侧的端面上，当锁紧螺栓(28)拧紧时能够将压块(27)压紧在滑槽(201)外端槽口两侧的端面上；所述滑槽(201)的内端槽口两侧端面上设有弹性材料制成的条形遮光帘(203)，槽口两侧的遮光帘(203)向槽口中心悬伸设置，且两侧遮光帘(203)的悬伸端部分区域相互重合。
6.根据权利要求1所述的大气红外检测设备的红外发射装置，其特征在于：所述托板(10)上设有朝向卡氏反射望远镜(20)前端悬伸设置的悬伸梁(104)，所述悬伸梁(104)的悬伸端开设有一沿上下方向贯穿悬伸梁(104)的螺纹孔，所述螺纹孔内设有第二丝杆(105)，所述第二丝杆(105)的上端抵靠在所述支撑块(106)的底部或与支撑块(106)转动连接，第二丝杆(105)的下端设有手轮(109)；所述支撑块(106)的底部还设有向下凸伸的导杆(108)，所述导杆(108)与悬伸梁(104)上开设的导向孔构成滑动配合；所述支撑块(106)的上端设有弧形槽，该弧形槽的曲率半径与所述卡氏反射望远镜(20)的外径相等；所述支撑块(106)上端与卡氏反射望远镜(20)外环面贴合的部位设有弹性材料制成的缓冲垫(107)。
7.一种大气红外检测设备的红外接收装置，其特征在于：包括干涉仪、红外探测器，以及权利要求1至6任意一项所述大气红外检测设备的红外发射装置中除红外光源(14)以外的全部结构，所述干涉仪和红外探测器安装在托板(10)上，所述卡氏反射望远镜(20)用于接收红外光束，并将红外光束聚焦后射入干涉仪，红外光束经干涉仪调制后射入红外探测器。
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