CN109709044A - 组装光学腔的方法、光学腔以及光学气体吸收池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组装光学腔的方法、光学腔以及光学气体吸收池。一种组装光学腔的方法，所述方法包括：提供支撑柱、调整件、两块反射镜和两块固定板；利用所述支撑柱将所述两块固定板相对平行固定；利用所述调整件将所述反射镜可调整地安装在所述固定板上；通过所述调整件使得所述反射镜之间的相对参数为预设参数；以及将所述反射镜固定在所述固定板上，以形成所述光学腔；其中，所述预设参数根据所述光学气体吸收池的光路需求而设定。上述组装光学腔的方法、光学腔以及光学气体吸收池，通过预先组装好已调整至预设参数并固定的光学腔，再将光学腔与气体腔装配成光学气体吸收池，使得光学气体吸收池光路的调整更加简单易操作。
Description
技术领域
本发明涉及气体检测领域，特别是涉及一种组装光学腔的方法、光学腔以及光学气体吸收池。
背景技术
气体吸收池有多重实现方法，其中，光学气体吸收池通常是设置两片反射镜片，通过调整两片反射镜片，使得检测光能在两片反射镜片之间多次反射，并最终通过预设的出射孔位置射出。
一般地，在制备光学气体吸收池的过程中，将反射镜片设置在光学气体吸收池的气体腔内部后，再对反射镜片进行调整，调整过程困难。
发明内容
基于此，提供一种组装光学腔的方法、光学腔以及光学气体吸收池，以使光学气体吸收池的调整简单、易操作。
一种组装光学腔的方法，所述光学腔应用于光学气体吸收池，所述方法包括：
提供支撑柱、调整件、两块反射镜和两块固定板；
利用所述支撑柱将所述两块固定板相对平行固定；
利用所述调整件将所述反射镜可调整地安装在所述固定板上；
通过所述调整件使得所述反射镜之间的相对参数为预设参数；以及
将所述反射镜固定在所述固定板上，以形成所述光学腔；
其中，所述预设参数根据所述光学气体吸收池的光路需求而设定。
在其中一个实施例中，所述组装光学腔的方法，还包括：
在完成所述将所述反射镜固定在所述固定板上的步骤后，拆除所述调整件。
在其中一个实施例中，所述固定板上设置有器件区和环绕所述器件区的固定区；其中，所述反射镜固定设置在所述器件区中，所述支撑柱的端部固定在所述固定区中。
在其中一个实施例中，所述固定板包括第一固定板和第二固定板，所述利用所述支撑柱将所述两块固定板相对平行固定的步骤，包括：
平行设置所述第一固定板和所述第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板之间的距离大于所述光学腔的预设腔长；
在所述第一固定板和所述第二固定板之间安装所述支撑柱；
固定所述固定板和所述支撑柱。
在其中一个实施例中，所述固定所述固定板和所述支撑柱的步骤，包括：
金属焊接或使用螺丝固定所述固定板和所述支撑柱。
在其中一个实施例中，所述固定所述固定板和所述支撑柱的步骤，包括：
使用固化胶填充所述固定板与所述支撑柱之间的间隙。
在其中一个实施例中，所述支撑柱安装在所述固定区中，所述支撑柱包括第一支撑柱、第二支撑柱、第三支撑柱；
其中，所述第一支撑柱、所述第二支撑柱、所述第三支撑柱不在同一条直线上。
在其中一个实施例中，所述利用所述调整件将所述反射镜可调整地安装在所述固定板上的步骤，包括：
分别在所述反射镜上安装所述调整件；
分别在所述固定板的所述器件区内侧安装所述反射镜；
其中，所述反射镜和所述固定件之间具有第一间隙。
在其中一个实施例中，所述相对参数包括相对距离和/或相对角度。
在其中一个实施例中，通过所述调整件使得所述反射镜之间的相对参数为预设参数后，所述反射镜与所述固定板之间具有第二间隙，所述将所述反射镜固定在所述固定板上的步骤，包括：
使用固化胶填充所述第二间隙。
一种光学腔，所述光学腔应用于光学气体吸收池，所述光学腔包括支撑柱、两块反射镜和两块固定板，且所述固定板上设置有器件区和环绕所述器件区的固定区；
其中，所述支撑柱的两端分别固定各所述固定板上所述固定区中，用于将所述两块固定板相对平行固定；各所述固定板上的所述器件区中均固定有一块所述反射镜，用以形成延长光程的光学谐振腔。
在其中一个实施例中，所述支撑柱包括第一支撑柱、第二支撑柱、第三支撑柱；
其中，所述第一支撑柱、所述第二支撑柱、所述第三支撑柱不在同一条直线上。
在其中一个实施例中，所述反射镜和所述固定板为通过固化胶填充间隙的方式来固化。
一种光学气体吸收池，用于检测气体浓度，所述光学气体吸收池包括：
气体腔，用于容置待测气体；以及
如上述任意实施例所述的光学腔；
其中，所述光学腔置于所述气体腔中，用于增加光程。
上述组装光学腔的方法、光学腔以及光学气体吸收池，通过预先组装好已调整至预设参数并固定的光学腔，再将光学腔与气体腔装配成光学气体吸收池，使得光学气体吸收池光路的调整更加简单易操作。
附图说明
图1为一个实施例中组装光学腔的方法的流程图；
图2为一个实施例中利用所述支撑柱将所述固定板相对平行固定的步骤的流程图；
图3为一个实施例中利用所述调整件将所述反射镜可调整地安装在所述固定板上的步骤的流程图；
图4为一个实施例中光学腔的正视图；
图5为图4实施例中光学腔的左视图；
图6为图4实施例中光学腔的右视图；
图7为一个实施例中光学气体吸收池的结构示意图。
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仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为一个实施例中组装光学腔的方法的流程图，如图1所示，一种组装光学腔的方法，可包括：
S110，提供支撑柱、调整件、两块反射镜和两块固定板。
S120，利用所述支撑柱将所述两块固定板相对平行固定；
具体地，所述支撑柱数量有限，要最小程度的影响工具或者人手进入固定板内侧进行操作，并且，所述支撑柱对所述固定板要起到足够的支撑作用，在固定板收到外力的挤压、拉伸、扭动时，不会产生形变。
S130，利用所述调整件将所述反射镜可调整地安装在所述固定板上；
具体地，所述调整件的数量可以为两个或两个以上。
S140，通过所述调整件使得所述反射镜之间的相对参数为预设参数；
具体地，可以通过调节所述调整件，改变所述反射镜的绝对参数，从而改变所述反射镜之间的相对参数。
S150，将所述反射镜固定在所述固定板上，以形成所述光学腔。
上述组装光学腔的方法，在调整好所述光学腔后，对光学腔进行固化处理，可随意对所述光学腔进行移动、安装及拆卸，并且，在移动、安装及拆卸的过程中不影响光路调试完成时的状态和性能。
在其中一个实施例中，所述固定板可以为环状，所述固定板可包括器件区和环绕所述器件区的固定区，所述器件区用于安装所述反射镜，所述固定区用于安装支撑柱等部件。
在其中一个实施例中，所述光学腔的组装可以在光学平台上进行。
在其中一个实施例中，所述组装光学腔的方法，还包括：
S160，在完成所述将所述反射镜固定在所述固定板上的步骤后，拆除所述调整件；
具体地，在调整所述反射镜至预设参数并固定所述反射镜和所述固定板后，可以拆除所述调整件，使得整个光学腔结构紧凑、重量轻便，另外，拆除下来的调整件还可循环利用。
在其中一个实施例中，所述两块固定板包括第一固定板和第二固定板，所述利用所述支撑柱将所述两块固定板相对平行固定的步骤S120，包括：
S121，平行设置所述第一固定板和所述第二固定板；
具体地，所述第一固定板和所述第二固定板之间的距离略大于所述光学腔的预设腔长；在其中一个实施例中，光学腔的预设腔长为10cm，可调整所述第一固定板和所述第二固定板之间的距离至10.1cm，需要说明的是所述第一固定板和所述第二固定板之间的距离只需要满足略大于所述光学腔的预设腔长，而不局限于具体略大于多少，只需要保证差值不要太大，后续可通过调整件微调。
S122，在所述第一固定板和所述第二固定板之间安装所述支撑柱；
S123，固定所述固定板和所述支撑柱；
具体地，在其中一个实施例中，可以采用金属焊接的方法固定所述固定板和所述支撑柱，也可以采用螺丝来固定所述固定板和所述支撑柱，还可以采用固化胶填充所述固定板与所述支撑柱之间的间隙，或者同时采取以上多个方法，以使所述固定板和所述支撑柱保持稳定的相对关系。
在其中一个实施例中，所述支撑柱安装在所述固定板的固定区中，所述固定区有相应的几个安装孔，所述安装孔的内径略小于所述支撑柱的外径；所述支撑柱包括第一支撑柱、第二支撑柱、第三支撑柱，其中，所述第一支撑柱、所述第二支撑柱、所述第三支撑柱不在同一条直线上，以使所述支撑柱符合三点确定平面的原理，与所述固定板构成的整体更加稳固。
具体地，所述支撑柱可以为金属材质。
当然，需要说明的是，在实际的使用过程中，可以根据系统对稳固性的要求高低，来相应增加或减少所述支撑柱的数量，也可以依旧稳固性要求及所使用的支撑柱的数量来确定支撑柱的直径以及所使用的材质。
在其中一个实施例中，所述利用所述调整件将所述反射镜可调整地安装在所述固定板上的步骤S130，包括：
S131，分别在所述反射镜上安装所述调整件；
S132，分别在所述固定板的所述器件区内侧安装所述反射镜；
在其中一个实施例中，所述相对参数包括相对距离和/或相对角度，具体地，分别设置角度可调节的调整件在所述反射镜上，使所述调整件与所述反射镜连为一体，在所述固定板的器件区内侧安装所述反射镜，所述反射镜和所述固定板的器件区之间具有第一间隙，可以通过调节调整件来改变所述反射镜的角度，以改变两块反射镜的相对角度。所述角度可以为俯仰角度，也可以为侧向角度，通过所述调整件可以实现所述反射镜的360°方向上的微调。还可以通过调节调整件来微调两块反射镜之间的相对距离。
具体地，在实际操作过程中，通过外置一个红外激光器并产生红外激光，按照预定角度将所述红外激光从光源入射孔入射进所述光学腔，调整所述调整件以使所述红外激光能在光学腔内按照预设的路径传播，并能从光源出射孔出射，则可以判定所述光学腔已调好。
在其中一个实施例中，通过所述调整件使得所述反射镜之间的相对参数为预设参数后，所述反射镜与所述固定板之间具有第二间隙，所述将所述反射镜固定在所述固定板上的步骤S150，包括：
使用固化胶填充所述第二间隙。
图4为一个实施例中光学腔的正视图，如图4所示，一种光学腔200，包括两块固定板210，第一反射镜220，第二反射镜230，3根支撑柱240；所述固定板210通过所述支撑柱240平行固定设置。图5为图4实施例中光学腔的左视图；图6为图4实施例中光学腔的右视图；如图5和图6所示，所述固定板210具有器件区211和环绕所述器件区211的固定区212(图中未示出)，所述第一反射镜220和第二反射镜230分别安装在所述器件区211中，所述支撑柱240安装在所述固定区212中；第一反射镜220具有光源入射孔221，所述第二反射镜230具有光源出射孔231，所述光源入射孔221和所述光源出射孔231分别用于光源的入射和出射，所述入射孔221和所述出射孔231的位置可依实际需求设定，并在设定好后续相应的调整所述光学腔200。具体地，所述光源入射孔和所述光源出射孔可以不限于一个。
图7为一个实施例中光学气体吸收池的结构示意图，如图7所示，一种光学气体吸收池，用于检测气体浓度，所述光学气体吸收池包括气体腔300和光学腔200，其中，所述气体腔300用于容置待测气体，所述光学腔200，置于所述气体腔300中，用于增加光程；其中，所述光学腔200使用本发明所提供的组装光学腔的方法组装。
具体地，在一个实施例中，所述气体腔300具有进气口和出气口，在气体腔300腔体内部设计有与所述固定板配合的气体密封件，将光学腔200装入气体腔300中，利用所述气体密封件将所述光学腔200和气体腔300密封为一体，以形成一个调整好的光学气体吸收池。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种组装光学腔的方法，其特征在于，所述光学腔应用于光学气体吸收池，所述方法包括：
提供支撑柱、调整件、两块反射镜和两块固定板；
利用所述支撑柱将所述两块固定板相对平行固定；
利用所述调整件将所述反射镜可调整地安装在所述固定板上；
通过所述调整件使得所述反射镜之间的相对参数为预设参数；以及
将所述反射镜固定在所述固定板上，以形成所述光学腔；
其中，所述预设参数根据所述光学气体吸收池的光路需求而设定。
2.根据权利要求1所述的组装光学腔的方法，其特征在于，还包括：
在完成所述将所述反射镜固定在所述固定板上的步骤后，拆除所述调整件。
3.根据权利要求1所述的组装光学腔的方法，其特征在于，所述固定板上设置有器件区和环绕所述器件区的固定区；其中，所述反射镜固定设置在所述器件区中，所述支撑柱的端部固定在所述固定区中。
4.根据权利要求1所述的组装光学腔的方法，其特征在于，所述固定板包括第一固定板和第二固定板，所述利用所述支撑柱将所述两块固定板相对平行固定的步骤，包括：
平行设置所述第一固定板和所述第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板之间的距离大于所述光学腔的预设腔长；
在所述第一固定板和所述第二固定板之间安装所述支撑柱；
固定所述固定板和所述支撑柱。
5.根据权利要求1所述的组装光学腔的方法，其特征在于，所述支撑柱包括第一支撑柱、第二支撑柱、第三支撑柱；
其中，所述第一支撑柱、所述第二支撑柱、所述第三支撑柱不在同一条直线上。
6.根据权利要求1所述的组装光学腔的方法，其特征在于，所述相对参数包括相对距离和/或相对角度。
7.一种光学腔，其特征在于，所述光学腔应用于光学气体吸收池，所述光学腔包括支撑柱、两块反射镜和两块固定板，且所述固定板上设置有器件区和环绕所述器件区的固定区；
其中，所述支撑柱的两端分别固定各所述固定板上所述固定区中，用于将所述两块固定板相对平行固定；各所述固定板上的所述器件区中均固定有一块所述反射镜，用以形成延长光程的光学谐振腔。
8.根据权利要求7所述的光学腔，其特征在于，所述支撑柱包括第一支撑柱、第二支撑柱、第三支撑柱；
其中，所述第一支撑柱、所述第二支撑柱、所述第三支撑柱不在同一条直线上。
9.根据权利要求7所述的光学腔，其特征在于，所述反射镜和所述固定板为通过固化胶填充间隙的方式来固化。
10.一种光学气体吸收池，其特征在于，用于检测气体浓度，所述光学气体吸收池包括：
气体腔，用于容置待测气体；以及
如权利要求7-9中任意一项所述的光学腔；
其中，所述光学腔置于所述气体腔中，用于增加光程。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190503 |
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