CN109030372A - 适用于点光源的多次反射气体吸收池 - Google Patents

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王新全
武玉松
武婧
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Abstract

本发明涉及光学气体分析仪技术领域，尤其是涉及一种适用于点光源的多次反射气体吸收池。该多次反射气体吸收池包括：第一反射镜、第二反射镜以及镜筒；第一反射镜与第二反射镜相对间隔地固定在镜筒的两端；第一反射镜与第二反射镜靠近彼此的一面均为反射面，并且第一反射镜与第二反射镜的反射面为曲率半径相同的球形凹面；第一反射镜的中心设置有进光孔；第二反射镜的中心设置有出光孔。使用者可根据需要加工设置第一反射镜和第二反射镜的距离，将入射光多次反射，实现了更长光程。同时双反射镜结构缩小了气体池内径，增大了相对孔径，具有结构简单、装调简单、稳定性好、相对孔径大、光程长、容积小、易于批产的优点。

Description

适用于点光源的多次反射气体吸收池
技术领域
本发明涉及光学气体分析仪技术领域，尤其是涉及一种适用于点光源的多次反射气体吸收池。
背景技术
气体吸收池是光学吸收法气体分析仪的核心传感部件。在使用点光源的情况下，气体吸收池的光程长度和相对孔径是一个重要的技术指标。
为了检测更低浓度的气体，往往需要更长的光程长度，而在更长光程情况下需要有较大的相对孔径来保证足够光能量。在满足长光程和大相对孔径的条件下又要减小气体吸收池的机械尺寸和容积，往往会选用反射镜多次反射的方案。
比较经典的适用于点光源的多次反射式气体吸收池是怀特型气体吸收池，但怀特型气体吸收池需要三片反射镜，结构复杂，装调难度大，稳定性较差，并且其相对孔径受有其中较小口径反射镜的口径限制，更大的相对孔径就需要更大的气体吸收池体积。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于点光源的多次反射气体吸收池，以解决现有技术中存在的相对孔径大时气体吸收池的体积大，结构复杂的技术问题。
本发明提供的一种适用于点光源的多次反射气体吸收池，该适用于点光源的多次反射气体吸收池包括：第一反射镜、第二反射镜以及镜筒；
所述第一反射镜与所述第二反射镜相对间隔地固定在所述镜筒的两端；所述第一反射镜与所述第二反射镜靠近彼此的一面均为反射面，并且所述第一反射镜与所述第二反射镜的反射面为曲率半径相同的球形凹面；
所述第一反射镜的中心设置有进光孔；所述第二反射镜的中心设置有出光孔；所述镜筒的上端设置有进气口，下端设置有出气口。
进一步地，所述第一反射镜和所述第二反射镜均与所述镜筒可拆卸地连接。
进一步地，所述第一反射镜通过第一安装座固定在所述镜筒上；所述第二反射镜通过第二安装座固定在所述镜筒上。
进一步地，所述第一反射镜位于所述第一安装座靠近所述第二安装座的一端；所述第二反射镜位于所述第二安装座靠近所述第一安装座的一端；
所述第一安装座与所述第二安装座上与所述进光孔和所述出光孔对应的设置处分别设置有进光口和出光口。
进一步地，所述进光口内设置进光滤镜；所述出光口内设置有出光滤镜。
进一步地，所述进气口处设置有进气嘴；所述出气口处设置有出气嘴。
本发明提供一种适用于点光源的多次反射气体吸收池，该多次反射气体吸收池包括：第一反射镜、第二反射镜以及镜筒，所述第一反射镜与所述第二反射镜相对间隔地固定在所述镜筒的两端，第一反射镜和第二反射镜的反射面为相同曲率的球面凹面镜。通过调整第一反射镜和第二反射镜的曲率和相对距离来调整光束在两反射镜之间会聚的次数，从而改变光程大小。光线由进光孔射入气体吸收池，经两个反射面多次反射后会聚到出光孔射出。
本发明提供的适用于点光源的多次反射气体吸收池，使用者可根据需要加工设置第一反射镜和第二反射镜的距离，将入射光多次反射，实现了更长光程。同时双反射镜结构缩小了气体池内径，增大了相对孔径，具有结构简单、装调简单、稳定性好、相对孔径大、光程长、容积小、易于批产的优点，适合于采用点光光源的光学气体分析仪并适用于恶劣的环境条件下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的适用于点光源的多次反射气体吸收池的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的适用于点光源的多次反射气体吸收池的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的第一反射镜和第二反射镜的结构原理图；
图4为本发明另一实施例提供的第一反射镜和第二反射镜的结构原理图。
附图标记：
1-第一安装座； 2-第一螺纹压圈； 3-进光滤镜；
4-第一反射镜； 5-进气嘴； 6-镜筒；
7-第一温度传感器； 8-第二温度传感器； 9-传感器安装座；
10-第二安装座； 11-第二螺纹压圈； 12-第二反射镜；
13-出气嘴； 14-进气口； 15-进光孔；
16-出光孔； 17-出气口。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明实施例提供的适用于点光源的多次反射气体吸收池的结构示意图；图2为本发明另一实施例提供的适用于点光源的多次反射气体吸收池的结构示意图；如图1和图2所示，本发明实施例提供一种适用于点光源的多次反射气体吸收池，该适用于点光源的多次反射气体吸收池包括：第一反射镜4、第二反射镜12以及镜筒6；第一反射镜4与第二反射镜12相对间隔地固定在镜筒6的两端；第一反射镜4与第二反射镜12靠近彼此的一面均为反射面，并且第一反射镜4与第二反射镜12的反射面为曲率半径相同的呈球形凹面；第一反射镜4的中心设置有进光孔15；第二反射镜12的中心设置有出光孔16；镜筒6的上端设置有进气口14，下端设置有出气口17。
本发明实施例提供一种适用于点光源的多次反射气体吸收池，该多次反射气体吸收池包括：第一反射镜4、第二反射镜12以及镜筒6，第一反射镜4与第二反射镜12相对间隔地固定在镜筒6的两端，第一反射镜4和第二反射镜12的反射面为相同曲率的球面凹面镜。通过调整第一反射镜4和第二反射镜12的曲率和相对距离来调整光束在两反射镜之间会聚的次数，从而改变光程大小。光线由进光孔15射入气体吸收池，经两个反射面多次反射后会聚到出光孔16射出。
其中，进光孔15和出光孔16均为圆孔。
本发明实施例提供的适用于点光源的多次反射气体吸收池，使用者可根据需要加工设置第一反射镜4和第二反射镜12的距离，将入射光多次反射，实现了更长光程。同时双反射镜结构缩小了气体池内径，增大了相对孔径，具有结构简单、装调简单、稳定性好、相对孔径大光程长、容积小、易于批产的优点，适合于采用点光光源的光学气体分析仪并适用于恶劣的环境条件下。
在上述实施例的基础上，进一步地，第一反射镜4和第二反射镜12均与镜筒6可拆卸地连接。
本实施例中，第一反射镜4和第二反射镜12与镜筒6可拆卸连接，方便使用者安装设置。
图3为本发明实施例提供的第一反射镜和第二反射镜的结构原理图；如图3所示，作为第一个实施例，第一反射镜4和第二反射镜12的反射面的曲率半径SR＝119.8mm，口径A＝37mm，距离L＝178mm，相对孔径D＝0.1，光程P＝534mm。
图4为本发明另一实施例提供的第一反射镜和第二反射镜的结构原理图；如图4所示，本实施例在实施例一的基础上进行优化设计，将第一反射镜4、第二反射镜12的曲率半径SR调整为SR＝137mm，反射镜距离L、口径A，相对孔径D均不变，入射光束可实现5次反射，光程P＝890mm，从而通过调整反射镜曲率半径实现了光程的增加。
在上述实施例的基础上，进一步地，第一反射镜4通过第一安装座1固定在镜筒6上；第二反射镜12通过第二安装座10固定在镜筒6上。
本实施例中，第一反射镜4和第二反射镜12分别通过第一安装座1和第二安装座10固定在镜筒6上，方便安装固定。
在上述实施例的基础上，进一步地，第一反射镜4位于第一安装座1靠近第二安装座10的一端；第二反射镜12位于第二安装座10靠近第一安装座1的一端；第一安装座1与第二安装座10上与进光孔15和出光孔16对应的设置处分别设置有进光口和出光口。
本实施例中，将第一反射镜4和第二反射镜12设置在第一安装座1和第二安装座10的内侧，可起到保护第一反射镜4和第二反射镜12的作用。点光源从进光口经过进光孔15进入镜筒6内，经过多次反射后，从出光孔16并经出光口射出。
在上述实施例的基础上，进一步地，进光口内设置进光滤镜3；出光口内设置有出光滤镜。
本实施例中，点光源进入进光口经过进光滤镜3过滤后再经过进光孔15进入镜筒6内，经多次反射后，从出光孔16射出，并经出光滤镜过滤后最终射出，提高了检测的精度。
进一步地，进光滤镜3通过第一螺纹压圈2固定在第一安装座1上，出光滤镜通过第二螺纹压圈11固定在第二安装座10上。
在上述实施例的基础上，进一步地，镜筒6的外壁上包裹有加热丝。
本实施例中，对加热丝进行通电，可将镜筒6进行加热，从而加热镜筒6内部，提高检测精度。
在上述实施例的基础上，进一步地，镜筒6上设置有温度传感器，用于检测镜筒6内的温度信息。
本实施例中，镜筒6上设置有温度传感器，温度传感器检测镜筒6内的温度信息，并将该温度信息发送至控制系统，控制系统根据接收到的温度信息控制加热丝加热或者停止加热。
进一步地，温度传感器通过传感器安装座9固定在镜筒6上。
进一步地，温度传感器设置为两个，分别为第一温度传感器7和第二温度传感器8。
在上述实施例的基础上，进一步地，进气口处设置有进气嘴5；出气口处设置有出气嘴13。
本实施例中，进气嘴5和出气嘴13的设置方便了进气口与供气装置以及出气口与外部装置的连接。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种适用于点光源的多次反射气体吸收池，其特征在于，包括：第一反射镜、第二反射镜以及镜筒；
所述第一反射镜与所述第二反射镜相对间隔地固定在所述镜筒的两端；所述第一反射镜与所述第二反射镜靠近彼此的一面均为反射面，并且所述第一反射镜与所述第二反射镜的反射面为曲率半径相同的球形凹面；
所述第一反射镜的中心设置有进光孔；所述第二反射镜的中心设置有出光孔；所述镜筒的上端设置有进气口，下端设置有出气口。
2.根据权利要求1所述的适用于点光源的多次反射气体吸收池，其特征在于，所述第一反射镜和所述第二反射镜均与所述镜筒可拆卸地连接。
3.根据权利要求1所述的适用于点光源的多次反射气体吸收池，其特征在于，所述第一反射镜通过第一安装座固定在所述镜筒上；所述第二反射镜通过第二安装座固定在所述镜筒上。
4.根据权利要求3所述的适用于点光源的多次反射气体吸收池，其特征在于，所述第一反射镜位于所述第一安装座靠近所述第二安装座的一端；所述第二反射镜位于所述第二安装座靠近所述第一安装座的一端；
所述第一安装座与所述第二安装座上与所述进光孔和所述出光孔对应的设置处分别设置有进光口和出光口。
5.根据权利要求4所述的适用于点光源的多次反射气体吸收池，其特征在于，所述进光口内设置进光滤镜；所述出光口内设置有出光滤镜。
6.根据权利要求1所述的适用于点光源的多次反射气体吸收池，其特征在于，所述进气口处设置有进气嘴；所述出气口处设置有出气嘴。
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