CN108918422A - 一种气体吸收池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体吸收池，包括吸收池腔体，第一反光镜，第二反光镜，凸透镜，第三反光镜，以及光程调节装置。所述光程调节装置可对所述第三反光镜的偏转角度进行调节。本发明公开的一种气体吸收池通过第一反光镜，第二反光镜，凸透镜，第三反光镜，以及光程调节装置之间的配合有效改变入射光在吸收池腔体内穿过待测气体的光程，从而改变系统检测精度，通过光程调节装置控制光程的改变，便于操作。

Description

一种气体吸收池

技术领域

本发明涉及激光气体检测仪器领域，特别涉及一种气体吸收池。

背景技术

随着工业化的发展，有毒有害气体已经成为我们在生产和生活中不得不面对的问题。需要气体检测的领域包括石油化工行业、环保应急事故、危险品储运、垃圾填埋乃至城市污水处理、各类地下管线等等各个方面，我们可能在不知不觉中就会受到危险气体的威胁。因此对于气体检测的研究越来越受到人们的重视。

在工业生产中常使用TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，可调谐半导体激光吸收光谱)技术进行气体检测。光在通过充满被检测气体的吸收池后，某个单一频率的光被池中待测气体所吸收，光的衰减吸收的程度则反映了待测气体的浓度。应用可调谐半导体激光吸收光谱技术进行气体检测时应用的装置主要有：激光驱动装置、激光器、吸收池、信号采集与处理装置。为了改变精度，根据比尔朗伯定律，最直接、简单、有效的方式是改变光程。一般情况下，通过调节光源可方便地改变入射光束的位置，可直接微调改变偏转角度，但为了保障测量结果的准确度，常在密闭装置内进行检测，然而在密闭空间内进行光程的调整很难实现。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：

本发明实施例提供了一种气体吸收池，包括：

吸收池腔体，所述吸收池腔体上分别设有供光线射入的入射口和供光线射出的出射口；

第一反光镜，所述第一反光镜设置在所述吸收池腔体内；

第二反光镜，所述第二反光镜设置在所述吸收池腔体内；

凸透镜，所述凸透镜设置在所述吸收池腔体内，且靠近所述出射口；

第三反光镜，所述第三反光镜设置在所述吸收池腔体内；

光程调节装置，所述光程调节装置设置在所述气体吸收池上，且所述光程调节装置可对所述第三反光镜的偏转角度进行调节；

光线经由所述入射口入射至所述第三反光镜，然后通过第一反光镜和第二反光镜的多次反射，入射至所述凸透镜进行汇聚后，经由所述出射口射出。

在一些实施例中，所述光程调节装置包括：光程调节杆、连杆、蜗轮、蜗杆以及弹簧；

所述弹簧一端固定于气体吸收池上，另一端与所述第三反光镜连接；

所述连杆一端与所述第三反光镜连接，另一端连接所述蜗轮；

所述连杆的中心可转动地设置在所述气体吸收池上；

所述蜗轮和所述蜗杆相互配合；

所述光程调节杆可转动地设置在所述气体吸收池上，且所述光程调节杆与所述蜗杆固定连接。

在一些实施例中，所述光程调节杆与所述蜗杆一体化设置。

在一些实施例中，所述连杆包括第一端和第二端；

所述第一端与所述第三反光镜连接；

所述第二端连接所述蜗轮；

所述第一端与第二端之间设置有铰接孔；

所述连杆通过所述铰接孔可转动地设置在所述气体吸收池上。

在一些实施例中，所述第三反光镜一端与所述吸收池腔体内部铰接。

在一些实施例中，所述第三反光镜上还设置有滑杆，所述滑杆部分设置在所述连杆的第一端上，且可相对所述连杆的第一端滑动。

在一些实施例中，所述连杆的第一端上设置有通槽，所述滑杆可在所述通槽内滑动。

在一些实施例中，所述第一反光镜为弧面形反光镜，所述第二反光镜为弧面形反光镜。

在一些实施例中，所述第一反光镜，第二反光镜以及第三反光镜都为全反射镜。

在一些实施例中，所述第一反光镜设置于所述吸收池腔体上方，所述第二反光镜设置于所述吸收池腔体下方，所述第三反光镜设置于所述吸收池腔体左下方。

本发明的技术效果：本发明公开的气体吸收池包括：吸收池腔体，第一反光镜，第二反光镜，凸透镜，第三反光镜，以及光程调节装置。所述光程调节装置可对所述第三反光镜的偏转角度进行调节。本发明公开的气体吸收池通过所述第一反光镜，所述第二反光镜，所述凸透镜，所述第三反光镜，以及所述光程调节装置之间的配合有效改变入射光在吸收池腔体内穿过待测气体的光程，从而改变系统检测精度，通过光程调节装置控制光程的改变，便于操作。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的气体吸收池原理示意图；

图2是根据本发明一个实施例的气体吸收池结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的气体吸收池的部分结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的气体吸收池的部分结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

参考图1至图4所示，示意出了根据本发明一个实施例的气体吸收池100。本发明实施例提供的气体吸收池100包括：吸收池腔体1，第一反光镜A1，第二反光镜A2，凸透镜2，第三反光镜A3，以及光程调节装置20。

所述吸收池腔体1上分别设有供光线射入的入射口11和供光线射出的出射口12；

所述第一反光镜A1，所述第一反光镜A1设置在所述吸收池腔体1内；

所述第二反光镜A2，所述第二反光镜A2设置在所述吸收池腔体1内；

所述凸透镜2，所述凸透镜2设置在所述吸收池腔体1内，且靠近所述出射口12；

所述第三反光镜A3，所述第三反光镜A3设置在所述吸收池腔体1内；

所述光程调节装置20，所述光程调节装置20设置在所述气体吸收池上，且所述光程调节装置20可对所述第三反光镜A3的偏转角度进行调节；

光线经由所述入射口11入射至所述第三反光镜A3，然后通过第一反光镜A1和第二反光镜A2的多次反射，入射至所述凸透镜2进行汇聚后，经由所述出射口12射出。

在一些实施例中，所述光程调节装置20包括：光程调节杆21、连杆22、蜗轮23、蜗杆24以及弹簧25；

所述弹簧25一端固定于气体吸收池100上，另一端与所述第三反光镜A3连接；

所述连杆22一端与所述第三反光镜A3连接，另一端连接所述蜗轮23；

所述连杆22的中心可转动地设置在所述气体吸收池100上；

所述蜗轮23和所述蜗杆24相互配合；

所述光程调节杆21可转动地设置在所述气体吸收池100上，且所述光程调节杆21与所述蜗杆24固定连接。

在一些实施例中，所述光程调节杆21的端部可以设置旋钮，以便于所述光程调节杆21进行旋转调节。

在一些实施例中，所述光程调节杆21上面可以设置有螺纹，所述气体吸收池100上可设置有与所述光程调节杆21配合的螺纹孔，以便于所述光程调节杆21进行旋转调节。

在一些实施例中，所述涡轮23可为半圆形，其外设置有齿与所述蜗杆24配合。

在一些实施例中，所述弹簧25可为压缩弹簧。

在一些实施例中，所述连杆22可为肘形杆，这样可以减少整体光程调节装置20的体积。所述肘形杆可以理解为，所述连杆22的第一端S，铰接孔O以及第二端H所形成的角度不等于180度。

在一些实施例中，所述光程调节杆21与所述蜗杆24一体化设置。

在一些实施例中，所述连杆22包括第一端S和第二端H；

所述第一端S与所述第三反光镜A3连接；

所述第二端H连接所述蜗轮23；

所述第一端S与第二端H之间设置有铰接孔O；

所述连杆22通过所述铰接孔O可转动地设置在所述气体吸收池100上。

在一些实施例中，所述第三反光镜A3一端与所述吸收池腔体1内部铰接。

在一些实施例中，所述第三反光镜A3上还设置有滑杆31，所述滑杆31部分设置在所述连杆22的第一端S上，且可相对所述连杆22的第一端S滑动。

在一些实施例中，所述连杆22的第一端S上设置有通槽221，所述滑杆31可在所述通槽221内滑动。

在一些实施例中，所述第一反光镜A1为弧面形反光镜，所述第二反光镜A2为弧面形反光镜。因为所述第一反光镜A1以及所述第二反光镜A2都为弧面形反光镜，所以光线反射的范围更大，更便于光程的调节，而且可以使得所述气体吸收池的尺寸可以更紧凑。

在一些实施例中，所述第一反光镜A1，第二反光镜A2以及第三反光镜A3都为全反射镜。

在一些实施例中，所述第一反光镜A1设置于所述吸收池腔体1上方，所述第二反光镜A2设置于所述吸收池腔体1下方，所述第三反光镜A3所述吸收池腔体1左下方。

本发明的技术效果：本发明公开的气体吸收池包括：吸收池腔体，第一反光镜，第二反光镜，凸透镜，第三反光镜，以及光程调节装置。所述光程调节装置可对所述第三反光镜的偏转角度进行调节。本发明公开的气体吸收池通过所述第一反光镜，所述第二反光镜，所述凸透镜，所述第三反光镜，以及所述光程调节装置之间的配合有效改变入射光在吸收池腔体内穿过待测气体的光程，从而改变系统检测精度，通过光程调节装置控制光程的改变，便于操作。

下面结合具体的实施例对本发明提供的气体吸收池100进行详细的说明。

实施例1：

如图1至图4所示，为本发明实施例提供的气体吸收池100。

入射光经过吸收池的入射口11进入吸收池腔体1内。所述入射光照射到第三反光镜A3上，激光由所述第三反光镜A3反射,经过第一反光镜A1,第二反光镜A2多次来回反射，最后光线入射到凸透镜2上，由凸透镜2汇聚到出射口12。

如图2所示，一种气体吸收池100结构，包括吸收池腔体1、入射口11、出射口12、第一反光镜A1、第二反光镜A2、第三反光镜A3、连杆22、弹簧25、蜗杆24、蜗轮23、光程调节杆21和凸透镜2。所述吸收池腔体1为梯形体；入射口11和出射口12分别位于吸收池腔体1左右两侧面的下端和上端；所述第一反光镜A1,第二反光镜A2分别位于吸收池腔体1内部上下两部分；所述第三反光镜A3位于吸收池腔体1内左下方，入射光可由入射口11入射到第三反光镜A3上，第三反光镜A3一端由铰链固定，另一端与弹簧25相连；外部滑杆31与连杆22一端连接；所述连杆22另一端通过蜗轮23蜗杆24与光程调节杆21相连；所述凸透镜2位于吸收池腔体1内部右上方，将光线汇聚后由出射口12发出。

本发明将入射光由第一反光镜A1,第二反光镜A2，第三反光镜A3反射后由凸透镜2汇聚发出。利用光程调节杆21控制第三反光镜A3的角度来改变光程。当激光从固定入射口11平行射入到吸收池腔体1内时，由于第三反光镜A3角度的改变，将引起第三反光镜A3上光线入射角改变，从而改变在第三反光镜A3上光线的出射方向，再由第一反光镜A1和第二反光镜A2多次来回反射，使得到达凸透镜2的光线光程发生改变。凸透镜2可以将不同光路入射的光线汇聚到出射口12。因此只需要移动吸收池腔体1外的光程调节杆21，便可调整内部第三反光镜A3的角度，从而改变穿过待测气体的光程。

如图3所示，是本发明实施例提供的气体吸收池100的部分放大示意图。其可对第三反光镜A3的角度进行调整，所述光程调节装置20包括光程调节杆21、蜗杆24、蜗轮23、连杆22、和弹簧25。所述连杆22包括第二端H和第一端S；所述连杆22的第二端H与蜗轮23相连，蜗轮23又与设置在所述光程调节杆21的上端的蜗杆24相连接。所述连杆22的第一端S设置有通槽221与第三反光镜A3的B端滑杆31相连；所述弹簧25与第三反光镜A3的B端下部相连起固定作用，第三反光镜A3的A端通过活动铰链固定于气体吸收池100内；所述光程调节杆21与设置在所述吸收池腔体1底部的固定转轴连接。

在本发明实施例中，所述光程调节杆21上面可以设置有螺纹，所述气体吸收池100上可设置有与所述光程调节杆21配合的螺纹孔，以便于所述光程调节杆21进行旋转调节。

在本发明实施例中所述涡轮23可为半圆形，其外设置有齿与所述蜗杆24配合。

在本发明实施例中所述弹簧25可为压缩弹簧。

在一些实施例中，所述连杆22可为肘形杆，这样可以减少整体光程调节装置20的体积。所述肘形杆可以理解为，所述连杆22的第一端S，铰接孔O以及第二端H所形成的角度不等于180度。

本发明实施例提供的第三反光镜A3角度调整方式为：旋转光程调节杆21使设置在所述光程调节杆21上端的蜗杆24转动，蜗杆24转动带动与蜗杆24连接的蜗轮23上下转动，从而带动连杆22的第一端S以铰接孔O为圆心转动，连杆22的第一端S上设置有通槽221以使第三反光镜A3的B端的滑杆31嵌入，并可相对所述连杆22滑动。连杆22的第一端S移动压缩或拉伸弹簧25使第三反光镜A3通过A端铰链发生角度变化。入射光由入射口11射入吸收池腔体1内，先经过第三反光镜A3角度调节，导致入射角改变，从而改变入射光在第一反光镜A1和第二反光镜A2之间反射的光路，使最终汇聚到凸透镜2的光程有明显变化。

如图4所示，第三反光镜A3调节角度与光路关系图，第三反光镜A3一端由铰链固定，另一端由光程调节杆21控制，通过调节光程调节杆21使得第三反光镜A3相对A端上下转动，第三反光镜A3的转动角度直接影响入射光的入射角度，从而改变入射光在所述第一反光镜A1和第二反光镜A2之间反射的光路，经过多次反射，达到改变穿过待测气体的激光光程目的，第三反光镜A3改变角度前后的光路变化如图4所示。

本发明实施例公开的气体吸收池包括：吸收池腔体，第一反光镜，第二反光镜，凸透镜，第三反光镜，以及光程调节装置。所述光程调节装置可对所述第三反光镜的偏转角度进行调节。本发明公开的气体吸收池通过所述第一反光镜，所述第二反光镜，所述凸透镜，所述第三反光镜，以及所述光程调节装置之间的配合有效改变入射光在吸收池腔体内穿过待测气体的光程，从而改变系统检测精度，通过光程调节装置控制光程的改变，便于操作。

本领域内的技术人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气体吸收池，其特征在于，包括：

吸收池腔体，所述吸收池腔体上分别设有供光线射入的入射口和供光线射出的出射口；

第一反光镜，所述第一反光镜设置在所述吸收池腔体内；

第二反光镜，所述第二反光镜设置在所述吸收池腔体内；

凸透镜，所述凸透镜设置在所述吸收池腔体内，且靠近所述出射口；

第三反光镜，所述第三反光镜设置在所述吸收池腔体内；

光程调节装置，所述光程调节装置设置在所述气体吸收池上，且所述光程调节装置可对所述第三反光镜的偏转角度进行调节；

光线经由所述入射口入射至所述第三反光镜，然后通过第一反光镜和第二反光镜的多次反射，入射至所述凸透镜进行汇聚后，经由所述出射口射出。

2.根据权利要求1所述的气体吸收池，其特征在于，所述光程调节装置包括：光程调节杆、连杆、蜗轮、蜗杆以及弹簧；

所述弹簧一端固定于气体吸收池上，另一端与所述第三反光镜连接；

所述连杆一端与所述第三反光镜连接，另一端连接所述蜗轮；

所述连杆的中心可转动地设置在所述气体吸收池上；

所述蜗轮和所述蜗杆相互配合；

所述光程调节杆可转动地设置在所述气体吸收池上，且所述光程调节杆与所述蜗杆固定连接。

3.根据权利要求2所述的气体吸收池，其特征在于，所述光程调节杆与所述蜗杆一体化设置。

4.根据权利要求2所述的气体吸收池，其特征在于，所述连杆包括第一端和第二端；

所述第一端与所述第三反光镜连接；

所述第二端连接所述蜗轮；

所述第一端与第二端之间设置有铰接孔；

所述连杆通过所述铰接孔可转动地设置在所述气体吸收池上。

5.根据权利要求4所述的气体吸收池，其特征在于，所述第三反光镜一端与所述吸收池腔体内部铰接。

6.根据权利要求5所述的气体吸收池，其特征在于，所述第三反光镜上还设置有滑杆，所述滑杆部分设置在所述连杆的第一端上，且可相对所述连杆的第一端滑动。

7.根据权利要求6所述的气体吸收池，其特征在于，所述连杆的第一端上设置有通槽，所述滑杆可在所述通槽内滑动。

8.根据权利要求1所述的气体吸收池，其特征在于，所述第一反光镜为弧面形反光镜，所述第二反光镜为弧面形反光镜。

9.根据权利要求1所述的气体吸收池，其特征在于，所述第一反光镜，第二反光镜以及第三反光镜都为全反射镜。

10.根据权利要求1所述的气体吸收池，其特征在于，所述第一反光镜设置于所述吸收池腔体上方，所述第二反光镜设置于所述吸收池腔体下方，所述第三反光镜设置于所述吸收池腔体左下方。