CN112945858A - 一种波导式气体吸收池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种波导式气体吸收池及其制备方法，波导式气体吸收池包括从内到外依次设置的介质膜、金属膜以及毛细管。本发明的波导式气体吸收池仅包括介质膜、金属膜和毛细管，结构简单、气体容量小。还可以直接与光源和光检测器耦合，且具有柔韧性，可以适用不同使用环境。
Description
技术领域
本发明涉及气体吸收池技术领域，特别是涉及一种波导式气体吸收池及其制备方法。
背景技术
现有的气体吸收池有很多类型，例如white腔、Herriott腔、Chernin腔以及积分球等，一般作为精密仪器，在室内或实验室中使用。但是这些气室存在价格昂贵、结构复杂、气体容量大(易造成检测系统响应时间长)，光路调整难度大，需要使用复杂精密的光学仪器进行校准，不利于工业现场恶劣环境等缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种波导式气体吸收池及其制备方法，以降低工业成本，减少系统响应时长，适用不同使用环境。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种波导式气体吸收池，包括从内到外依次设置的介质膜、金属膜以及毛细管。
可选地，所述介质膜两端分别设置有光源和光检测器。
可选地，所述光源与所述介质膜之间具有间隙，所述光检测器与所述介质膜之间具有间隙。
可选地，所述光源为宽频光源或单频光源。
可选地，所述介质膜的层数为多层或单层。
可选地，所述介质膜材料为碘化银、硫化锌、硒化锌、二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯、聚亚酰胺、环烯烃聚合物、环烯烃类共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯或碳氟聚合物。
可选地，所述金属膜材料为金、银、铜或铝。
可选地，所述毛细管的内径尺寸是均匀的，或者所述毛细管的内径尺寸从一端到另一端逐渐变小。
一种制备上述波导式气体吸收池的制备方法，所述制备方法包括：
进行塑料拉丝制备毛细管；
在所述毛细管内面镀制金属膜；
在所述金属膜内面镀制介质膜。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了一种波导式气体吸收池及其制备方法，波导式气体吸收池包括从内到外依次设置的介质膜、金属膜以及毛细管。本发明的波导式气体吸收池仅包括介质膜、金属膜和毛细管，结构简单、气体容量小。还可以直接与光源和光检测器耦合，且具有柔韧性，可以适用不同使用环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，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波导式气体吸收池结构图；
图2为本发明实施例提供的波导式气体吸收池应用示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明的目的是提供一种波导式气体吸收池及其制备方法，以降低工业成本，减少系统响应时长，适用不同使用环境。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，波导式气体吸收池包括从内到外依次设置的介质膜、金属膜以及毛细管。
具体地，介质膜材料为碘化银、硫化锌、硒化锌、二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯、聚亚酰胺、环烯烃聚合物、环烯烃类共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯或碳氟聚合物。金属膜材料为金、银、铜或铝。
具体地，介质膜的层数为多层或单层。
将待测气体样品导入空心光波导，便可判别气体种类和进行浓度检测，比如可以检测有指纹气体，如N2、O2、H2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、CO或CO2中的一种或多种，还可以检测挥发性有机化合物、碳13同位素等。选择一定厚度和材质的金属膜和介质膜，便可实现在工作波长带(近红外-中红外任意波长，比如0.3-20微米)低损耗特性，波导的低损耗可以实现数米到数十米的长距离传输。另外通过增加气室长度，还可降低检测极限并提高系统灵敏度，减小波导气体吸收池内径，可以提高光程体积比，提高系统响应速度。
如图2所示，本实施例提供的波导式气体吸收池可以和光源和检测器直接连接，不用设置聚焦或准直等光学模块，便可实现直接的光的耦合和检测。直接耦合省略了相关的光学透镜的等器件，降低了工业成本，提高了复杂环境和恶劣现场使用的稳定性。
在本实施例中，介质膜两端分别设置有光源和光检测器。其中，光源与介质膜之间具有间隙，光检测器与介质膜之间具有间隙。波导端面与器件具有微小间距，利用端面倾斜、侧面打孔等方法可将待测气体导入吸收池。具体地，光源为宽频光源或单频光源，还可以为简易发光二极管等各式各样光源。
本实施例提供的波导式气体吸收池，采用波导结构，可以使用柔韧性好的材料，如树脂管或玻璃毛细管等，可具有超柔韧性特性，固定后不受外界环境及振动的影响，也可弯曲或缠绕实现小型化气室效果。
波导的内径尺寸可以为几十微米到数毫米，毛细管的内径尺寸可以是均匀的，或者毛细管的内径尺寸从一端到另一端逐渐变小，能适应不同选型的光源和检测器。柔韧性好，最小弯曲半径可以达到1厘米以内，可以用于激光和非相干宽谱光源的低损耗传输。波导长度(即吸收池的长度)可达数十米。
本实施例还提供了一种波导式气体吸收池的制备方法，制备方法包括：
进行塑料拉丝制备毛细管；
在所述毛细管内面镀制金属膜；
在所述金属膜内面镀制介质膜。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种波导式气体吸收池，其特征在于，包括从内到外依次设置的介质膜、金属膜以及毛细管。
2.根据权利要求1所述的波导式气体吸收池，其特征在于，所述介质膜两端分别设置有光源和光检测器。
3.根据权利要求2所述的波导式气体吸收池，其特征在于，所述光源与所述介质膜之间具有间隙，所述光检测器与所述介质膜之间具有间隙。
4.根据权利要求2所述的波导式气体吸收池，其特征在于，所述光源为宽频光源或单频光源。
5.根据权利要求1所述的波导式气体吸收池，其特征在于，所述介质膜的层数为多层或单层。
6.根据权利要求1所述的波导式气体吸收池，其特征在于，所述介质膜材料为碘化银、硫化锌、硒化锌、二氧化硅、聚甲基丙烯酸甲酯、聚亚酰胺、环烯烃聚合物、环烯烃类共聚物、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸酯或碳氟聚合物。
7.根据权利要求1所述的波导式气体吸收池，其特征在于，所述金属膜材料为金、银、铜或铝。
8.根据权利要求1所述的波导式气体吸收池，其特征在于，所述毛细管的内径尺寸是均匀的，或者所述毛细管的内径尺寸从一端到另一端逐渐变小。
9.一种制备权利要求1-8任意一项所述的波导式气体吸收池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
进行塑料拉丝制备毛细管；
在所述毛细管内面镀制金属膜；
在所述金属膜内面镀制介质膜。
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