CN107421890A - 气体测量池及设有气体测量池的气体分析仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种气体测量池及设有气体测量池的气体分析仪，属于气体分析领域，该气体测量池包括腔体、入射模块、出射模块及反射模块，通过将反射模块与腔体进行固定连接，通过调节入射模块及出射模块来实现对入射光进行光路调节；克服了现有技术中通过对反射模块进行调节来实现光路的调节，而反射模块与腔体之间存在倾角，导致部分光没有通过出射模块射出，影响检测结果的准确性的问题；达到了确保从入射模块进入的光能够通过出射模块射出，提高检测结果的准确性的技术效果。
Description
技术领域
本发明属于气体分析领域，尤其涉及气体测量池及气体分析仪。
背景技术
在对二氧化硫和一氧化氮等多种烟气成分同时进行监测的过程中，通常使用气体测量池来对被测气体的成分和浓度进行检测。检测的原理为通过入射模块进入的入射光经过位于气体测量池另一端的反射模块反射后到达出射模块，由光谱仪通过出射模块进行接收，在这个过程中入射光中部分波段的光被从进气口进入气体测量室的被测气体充分吸收，根据光谱仪采集到的光谱数据对被测气体进行分析。
现有技术中的反射模块通常还包括反射镜安装座，反射镜安装座和气体测量池腔体之间通过螺纹进行连接，气体测量池的光路通过设置在反射镜安装座和腔体之间的螺纹调节，使气体测量池工作时，从入射模块进入的光被反射镜反射后能够到达出射模块并被光谱仪接收，然而由于螺纹之间存在倾角，造成部分光从螺纹倾角的缝隙射出，而没有全部到达出射模块并被光谱仪接收，从而影响检测结果的准确性。
发明内容
为了解决上述问题，有必要提供一种光路可调但不影响检测结果的准确性的气体测量池和气体分析仪。
第一方面，本发明提供一种气体测量池,
包括一腔体；
一入射模块和一出射模块通过第二安装座连接在所述腔体的一端；
一反射镜，所述反射镜通过第一安装座固定安装在所述腔体的另一端；
所述入射模块与所述出射模块均与所述第二安装座为可拆卸式连接，使得可以通过调节所述入射模块及所述出射模块使从所述入射模块进入所述腔体的光从所述出射模块射出。
作为一种可选的实施方式，所述第一安装座与所述腔体通过螺孔及紧定螺丝进行连接。
作为一种可选的实施方式，所述反射镜上设置紫外铝。
作为一种可选的实施方式，所述入射模块包括第一凸透镜及第一光纤转换座，所述第一光纤转换座的位置可调从而让从所述第一光纤转换座进入的光位于所述第一凸透镜的焦点处；所述出射模块包括第二凸透镜及第二光纤转换座，所述第二光纤转换座的位置可调从而让经过所述第二凸透镜聚焦的光通过所述第二光纤转换座射出。
作为一种可选的实施方式，所述第一光纤转换座及所述第二光纤转换座与所述第二安装座通过螺孔及调节螺丝进行连接，使得所述第一光纤转换座与所述第二光纤转换座可调节。
作为一种可选的实施方式，所述入射模块及所述出射模块被设置为关于所述反射镜的中心轴线对称。
作为一种可选的实施方式，所述第二凸透镜与所述反射镜的水平距离为大于或等于所述反射镜曲率半径的1/2。
作为一种可选的实施方式，所述第一凸透镜及第二凸透镜设置在所述反射镜的中心轴线的两侧，所述第一凸透镜及第二凸透镜的中心轴线均被设置为与所述反射镜的中心轴线方向保持相同的角度。
作为一种可选的实施方式，所述第一凸透镜及第二凸透镜均被设置为与所述反射镜的中心轴线方向保持1.5度的角度。
综上所述，本发明提供的气体测量池包括腔体，入射模块，出射模块及反射模块，通过将反射模块与腔体进行固定连接，通过调节入射模块及出射模块来实现对入射光进行光路调节；克服了现有技术中通过对反射模块进行调节来实现光路的调节，反射模块与腔体之间存在倾角，导致部分光没有通过出射模块射出，影响检测结果的准确性的问题；达到了确保从入射模块进入的光能够通过出射模块射出，提高检测结果的准确性的技术效果。
第二方面，提供一种气体分析仪，所述气体分析仪包括光源、光纤、光谱仪、处理单元及本发明第一方面及其可选实施方式中任一气体测量池。
综上所述，本发明提供的气体分析仪包括气体测量池，光源，光纤及光谱仪；克服了现有技术中通过对反射模块进行调节来实现光路的调节，反射模块与腔体之间存在倾角，导致部分光没有通过出射模块射出，影响检测结果的准确性的问题；达到了确保从入射模块进入的光能够通过出射模块射出，提高检测结果的准确性以及同时测量多种气体成分及浓度的技术效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
图1是实施例1示出的气体测量池的整体装配图；
图2是实施例1示出的气体测量池的反射镜端的分解图；
图3是实施例1示出的气体测量池的入射模块和出射模块的分解图；
图4是实施例2示出的气体分析仪的模块图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
腔体10 入射模块11 出射模块12 反射模块13 反射镜13a第一安装座13b 第一密封装置13c 第一螺孔10a 第二螺孔10b第一紧定螺丝10c 第二安装座11a 第三螺孔11b 第四螺孔11c 第二紧定螺丝11d 第一光纤转换座110 第二光纤转换座120 第一凸透镜111第二凸透镜121 第二密封装置12a 调节螺丝12b 进气口14 出气口15 光源401 气体测量池402光纤403 光谱仪404 中央处理器405。
实施例一：现参考图1、图2及图3，一种气体测量池包括腔体10,腔体10的一端包括入射模块11和出射模块12，腔体10的另一端包括反射模块13，反射模块13与腔体10通过若干第一紧定螺丝10c固定连接。
反射模块13包括反射镜13a及第一安装座13b，第一安装座13b上设置了反射镜13a的安装位，用于安装反射镜13a。
腔体10靠近反射模块13的一端的端面上设置了若干第一螺孔10a，第一安装座13b上对应位置相应设置了若干大小和形状相匹配的第二螺孔10b，第一紧定螺丝10c穿过第一螺孔10a及第二螺孔10b，反射模块13与腔体10通过第一紧定螺丝10c进行固定连接。第一紧定螺丝10c优选为沉头螺丝。
在第一安装座13b及反射镜13a之间设置了第一密封装置13c进行了密封，以避免从入射模块11进入的光通过第一安装座13b射出，而通过出射模块12射出。第一密封装置13c可以是密封圈也可以以打胶的方式进行密封。
从入射模块11进入的光为具有连续光谱的光，如紫外光、红外光等，本实施例中仅以从入射模块11进入的光为紫外光进行举例说明，在反射镜13a的表面设置了紫外铝膜用以提高反射镜13对从入射模块11进入的紫外光的反射率。反射镜13a优选为凹面镜，事实上还可以是平面镜等具有光反射功能的光学器件，本实施例中仅以反射镜13a为凹面镜进行举例说明。
入射模块11及出射模块12通过第二安装座11a与腔体10进行连接。通过在腔体10靠近入射模块11的一端设置若干第三螺孔11b，第二安装座11a上相应位置设置若干第四螺孔11c，第二安装座11a与腔体10通过第三螺孔11b、第四螺孔11c及第二紧定螺丝11d相连接。
入射模块11由第一光纤转换座110及第一凸透镜111组成，出射模块12由第二光纤转换座120及第二凸透镜121组成。这两个凸透镜(111、121)与第二安装座11a之间设置了第二密封装置12a用以进行密封，第二密封装置12a可以是密封圈也可以采用打胶的方式进行密封。
入射模块11及出射模块12被设置为相对于反射镜13a的中心轴线对称设置，以确保从入射模块11进入的光能够通过出射模块12射出。
第一凸透镜111及第二凸透镜121设置在反射镜13a的中心轴线的两侧，第一凸透镜111及第二凸透镜121的中心轴线且均被设置为与反射镜13a的中心轴线方向保持相同的角度，角度范围为1.35至1.65度，角度优选1.5度。
两个凸透镜111、121与反射镜13a之间的水平距离为L，反射镜13a的曲率半径为R，其中水平距离L被设置为大于或等于曲率半径R的一半。优选的水平距离L被设置为等于曲率半径R的一半。
第一光纤转换座110及第二光纤转换座120与第二安装座11a之间通过若干调节螺丝12b进行连接以通过调节螺丝12b使第一光纤转换座110处于第一凸透镜111的焦点位置，使第二光纤转换座120处于第二凸透镜121的焦点位置。调节螺丝12b优选为圆头螺丝。
气体测量池的腔体10上还设置了用于引进被测气体的进气口14以及用于导出被测气体的出气口15。
当被测气体从进气口14进入后，紫外光从入射模块11的第一光纤转换座110进入，通过第一凸透镜111汇聚后到达反射镜13a，并通过反射镜13a反射后到达第二凸透镜121，紫外光在腔体10中传输时，腔体10中的被测气体会吸收从入射模块11进入的紫外光的相应波段的光，被吸收了相应波段的紫外光通过第二凸透镜121的聚焦后通过第二光纤转换座120，通过第二光纤转换座120导出。根据从第二光纤转换座120导出的紫外光进行分析，可以推算出被测气体的成分和浓度；腔体10中测量完的气体通过出气口15导出。
综上所述，本实施例提供的气体测量池包括腔体、入射模块、出射模块及反射模块，通过将反射模块与腔体进行固定连接，通过调节入射模块及出射模块来实现对入射光进行光路调节；克服了现有技术中通过对反射模块进行调节来实现光路的调节，反射模块与腔体之间存在倾角，导致部分光没有通过出射模块射出，影响检测结果的准确性的问题；达到了确保从入射模块进入的光能够通过出射模块射出，提高检测结果的准确性的技术效果。
实施例二：请参考图4，其为一种气体分析仪，该气体分析仪包括光源401及实施例一中的气体测量池402，还包括光纤403、光谱仪404及处理单元405。可选的，气体分析仪还可以包括氧检测器用以检测气体中的氧含量。
光源401可以是能够发出连续光谱的光源，如紫外光源或红外光源，本实施例中仅以光源为紫外光源进行举例说明，发出紫外光源的光源401包括氚气灯和氙气灯。
光纤403包括第一光纤403a及第二光纤403b.第一光纤403a的一端连接光源401，另一端连接气体测量池402的第一光纤转换座110。光源401发射的光通过光纤403及第一光纤转换座110进入气体测量池402的腔体10内，经过第一凸透镜111的汇聚后到达气体测量池402的反射镜13a，经过反射镜13a的反射到达气体测量池402的第二凸透镜121，经过第二凸透镜121的聚焦。第二光纤403b的一端与第二光纤转换座120相连接，另一端与光谱仪404相连接，即光谱仪404接收从气体测量池402的出射模块12导出的光，并对其成分进行检测。
光谱仪404将检测结果输送给处理单元405，由处理单元405根据分析结果计算出气体的成份及浓度。
当然，气体分析仪还包括电源、显示器、气泵等组成部件，在此不再一一赘述。
综上所述，本实施例提供的气体分析仪，包括气体测量池、光源、光纤及光谱仪；克服了现有技术中通过对反射模块进行调节来实现光路的调节，反射模块与腔体之间存在倾角，导致部分光没有通过出射模块射出，影响检测结果的准确性的问题；达到了确保从入射模块进入的光能够通过出射模块射出，提高检测结果的准确性以及同时测量多种气体成分及浓度的技术效果。
本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种气体测量池,其特征在于，包括:
一腔体；
一入射模块和一出射模块通过第二安装座连接在所述腔体的一端；
一反射镜，所述反射镜通过第一安装座固定安装在所述腔体的另一端；
所述入射模块与所述出射模块均与所述第二安装座为可拆卸式连接，使得可以通过调节所述入射模块及所述出射模块使从所述入射模块进入所述腔体的光从所述出射模块射出。
2.如权利要求1所述的气体测量池，其特征在于：所述第一安装座与所述腔体通过螺孔及紧定螺丝进行连接。
3.如权利要求2所述的气体测量池,其特征在于：所述反射镜上设置紫外铝。
4.如权利要求1至权利要求3中任一权利要求所述的气体测量池，其特征在于：所述入射模块包括第一凸透镜及第一光纤转换座，所述第一光纤转换座的位置可调从而让从所述第一光纤转换座位于的光位于所述第一凸透镜的焦点处；所述出射模块包括第二凸透镜及第二光纤转换座，所述第二光纤转换座的位置可调从而让经过所述第二凸透镜聚焦的光通过所述第二光纤转换座射出。
5.如权利要求4中所述的气体测量池，其特征在于：所述第一光纤转换座及所述第二光纤转换座与所述第二安装座通过螺孔及调节螺丝进行连接，使得所述第一光纤转换座与所述第二光纤转换座可调节。
6.如权利要求5所述的气体测量池，其特征在于：所述入射模块及所述出射模块被设置为关于所述反射镜的中心轴线对称。
7.如权利要求6所述的气体测量池，其特征在于：所述第二凸透镜与所述反射镜的水平距离为大于或等于所述反射镜曲率半径的1/2。
8.如权利要求6所述的气体测量池，其特征在于：所述第一凸透镜及第二凸透镜设置在所述反射镜的中心轴线的两侧，所述第一凸透镜及第二凸透镜均被设置为与所述反射镜的中心轴线方向保持相同的角度。
9.如权利要求8所述的气体测量池，其特征在于：所述第一凸透镜及第二凸透镜的中心轴线均被设置为与所述反射镜的中心轴线方向保持1.5度的角度。
10.一种气体分析仪，其特征在于：所述气体分析仪包括光源、光纤、光谱仪、处理单元及如权利要求1至权利要求9中任一权利要求所述的气体测量池。
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