CN115508291B - 一种光学气体检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种光学气体检测装置，发射出检测气体用光的光源；通入光源的气室管；检测光的检测元件；气室管为一空心直管，由气密材料制备形成，管内壁形成反射表面，将细长空心管一侧光源高效率传向另一端的检测元件，气室管在光源射入一侧设有进气口，且在检测元件一侧设有气室管的出气口；进气口在进气一侧的周壁设置气笼结构，气笼结构包括若干均匀布设的气流分流口，气流分流口直接连通进气口及气室管的外侧壁，气流分流口直接均匀分流待测气体后，引导所有待测气体均匀、平稳进入气室管；出气口在出气一侧设有与进气口相同的气笼结构。本发明提供的一种光学气体检测装置，提升了光学气体检测效率，和精度。

Description

一种光学气体检测装置
技术领域
本发明属于气体检测技术领域，具体涉及一种光学气体检测装置。
背景技术
随着光谱成像技术的发展，光谱学方法发展日趋迅速，相比于传统的气 体检测方法，光谱法不需要样品制备，具有快速、非侵入、高效和动态等优点，适用于现场快速检测和连续实时在线分析，成为气体检测装置领域的应用热点。
光学气体检测装置，是基于光学原理进行气体测量的传感器，主要包括红外吸收型、光谱吸收型、荧光型、光纤化学材料型等，还有化学发光式、光纤荧光式和光纤波导式等。现有技术中的光学气体检测装置，需要气体进入气室，然后基于光学原理，对气体进行测量。现有技术中，气体检测设备中待测气体进入气室时， 通过侧壁设置的气嘴直接进气，在气体流通的先对一侧的气室内会形成部分死体积，启动时需要将这部分气体置换在进行检测，延长了检测的响应时间，同时，在检测过程中，也容易因为这部分的气体，影响光路进而影响检测结果的精确性，另外，现有技术中对进入气室的气体气流未做任何影响，进入气室的气体的气流流速不均、流向紊乱，对光学测量造成影响，损害检测结果的精度。
因此，解决现有光学气体检测装置中的这些问题，提高气体检测效率和精度成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术中的问题，提供一种光学气体检测装置。
为此，本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
一种光学气体检测装置，其特征在于：包括，
用于发射出检测气体用光的光源；
用于检测光源的检测元件；
气室管为一空心直管，由气密材料制备形成，管内壁形成反射表面，将细长空心管一侧光源高效率传向另一端的检测元件，气室管在光源射入一侧设有进气口，且在检测元件一侧设有气室管的出气口；
进气口在进气一侧的周壁设置气笼结构，气笼结构包括若干均匀布设的气流分流口，气流分流口直接连通进气口及气室管的外侧壁，气流分流口直接均匀分流待测气体后，引导所有待测气体均匀、平稳进入气室管；
出气口在出气一侧设有与进气口相同的气笼结构。
在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：
作为本发明的优选技术方案：所述光源设置在气室管一侧，包括光源板、光源安装座和光源密封座，光源板安装于光源安装座，光源安装座连通光源密封座，光源板发出的光透过光源安装座、光源密封座后射入气室管。
作为本发明的优选技术方案：进气口一侧的气笼结构的内侧通过第一O型密封圈密封于气室管的进气口的外侧，气笼结构的外壁与光源密封座之间预留气体流通通道通往进气口，且气笼结构的外壁通过第二O型密封圈密封于光源密封座的内壁，光源密封座的外壁在径向方向设有进气嘴，进气嘴设置在第一O型密封圈和第二O型密封圈之间，气体通过进气嘴进入后，通过气笼结构的外壁与光源密封座之间后，通往进气口，通过气笼结构初步分流、缓流并导流后，全部通入气室管。
作为本发明的优选技术方案：所述检测元件安装在检测器安装座上，检测器安装座通过检测器密封座密封安装于气室管的出气口一侧，所述检测器密封座内安装检测器板接收通过待测气体的光信号，检测元件检测光信号并将传输光信号的信息。
作为本发明的优选技术方案：所述检测器密封座侧壁设有出气嘴。
作为本发明的优选技术方案：所述气室管的出气口通入检测器密封座，气室管的出气口配设与气室管入口的气笼结构。
作为本发明的优选技术方案：所述气室管为圆形通道状的气室管，所述气笼结构沿周向方向上均匀分布，呈梅花形状。
作为本发明的优选技术方案：所述检测器密封座侧壁设有出气嘴，所述出气嘴设置在出气口的轴向的内侧，且出气口的外壁与所述检测器密封座之间预留气体流通通道，实现气体从出气口流通后，平缓向四周流出。
本发明提供的一种光学气体检测装置，利用气笼结构的气流分流口直接抵在进气口的外侧壁和进气口，实现待测气体通过气流分流口在外侧壁和进气口分段引进而全部进入气室管，气室管选用空心直管，气体进去气室管后不会产生“死体积”，所有的气体都会均匀、平缓、稳定的在流通，本发明的光学气体检测结构，在使用过程中，无需对“死体积”的待测气体替换就可以直接启动检测，提升了气体检测的效率，同时，也提升了检测的准确性。同时，本发明的一种光学气体检测设备，利用在气室管的进气口和出气口设置气笼结构，实现了气流的均匀、平缓、稳定的流入气室管，避免了现有技术中的光学气体检测装置中，因气流扰动引起的成像像点漂移，降低光束偏转和折射率的起伏，提升光学气体检测精确度，实现气体的精密光测，在气体光测领域具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明光学气体检测装置的结构示意图；
图2为本发明光学气体检测装置的剖视图；
图3为本发明光学气体检测装置的气路走向示意图；
图4为本发明光学气体检测装置的气笼流向局部结构示意图；
附图中：气室管1；进气口101；出气口102；气笼结构103；光源室3；光源板301；光源安装座302；光源密封座303；进气嘴4；检测元件5；检测器安装座6；检测器密封座7；出气嘴8；固定支架9；第一O型密封圈13；第二O型密封圈14。
具体实施方式
参照附图和具体实施例对本发明作进一步详细地描述。
如图1-图4所示，本发明的一种光学气体检测装置，包括，
发射出检测气体用光的光源；
通入光源的气室管；
检测光的检测元件；
气室管1选用一细长空心直管，由气密材料制备形成，管内壁形成反射表面，将细长空心管一侧光源高效率传向另一端的检测元件5，气室管1在光源射入一侧设有进气口101，且在检测元件一侧设有气室管的出气口102 ；
进气口101在进气一侧的周壁设置设有气笼结构103，气笼结构103包括若干均匀布设的气流分流口，气流分流口直接连通进气口及气室管的外侧壁，气流分流口均匀分流待测气体后，引导所有待测气体均匀、平稳进入气室管。
出气口102在出气一侧也设有与进气口101相同的气笼结构。
本发明中的一种光学气体检测装置，在现有光学气体检测设备的基础上，通过增加气笼结构，在轴向进气嘴进气后，在空心直管的两端设置气笼结构引流，通过气室管1的空心直管，实现待测气体进入气室管1后，直通通过，不会在气室管1内形成“死体积”的待测气体，光学气体检测装置启动后，无需等待“死体积”气体置换，等待气体通入气室管1后便可以快速启动气体检测，待测气体通入气室管1后，不会产生边边角角的局部滞留，所有气体直通进入，检测结果更为精确。
气室管1一侧设有光源室3，光源室3包括外侧的光源板301、光源安装座302和光源密封座303，光源板301固定安装于光源安装座302，且光源板301发出的光束通过光源密封座303、进气口101通入气室管1，并射向检测元件5；
进气口101以及气笼结构103设置在光源密封座303内，且进气口101外侧通过第一O型密封圈13与气笼结构103密封连接，气笼结构103的外壁通过第二O型密封圈14密封连接于光源密封座303的内壁，气笼结构103与光源密封座303之间预留气体流通通道，光源密封座303的外壁在径向方向设有进气嘴4，进气嘴4设置在进气口101轴向方向的内侧，且设置在第一O型密封圈13于第二O型密封圈14之间，气体通过进气嘴4进入后，通过气笼结构103与光源密封座303之间预留气体流通通道，进入进气口101的外侧的气笼结构103，分流通向进气口101，初步分流、缓流并导流后，通过进气口101全部均匀分流后平稳进入气室管1。其中气笼结构103与光源密封座303连接处通过O型密封圈密封，气笼结构103与气室管1的外壁之间通过O型密封圈密封连接，进气嘴4通入待测气体后，通入光源密封座303后，弯折通到气笼结构103，从气笼接头103通入气室管1，O型密封圈以此保证气室和通道的密封性。
本发明的一种光学气体检测装置，在不改变现有光学气体检测装置的结构的基础上，仅需在气室管1的两端安装气笼结构103，就解决了现有技术中的气室管中的“死体积”的问题，对现有结构改动小，利于在气体光测装置方面推广应用。
所述检测元件5安装在检测器安装座6上，检测器安装座6通过检测器密封座7密封安装于气室管1的出气口一侧，所述检测元件5选用检测器板，检测器板接收通过待测气体的光信号，检测光信号并将传输光信号的信息。
所述出气口102在出气一侧也设有相同的气笼结构。出气口的气笼结构103内侧通过O型密封圈密封于气室管1的外壁，气笼结构103的外侧通过O型密封圈密封连接于检测器密封座7，气体通过检测器7与出气口的气笼结构103之间的通气道通出，气室管1在出气口一侧，气体能够完全通出，不会出现出气的“死体积”影响气体检测的准确性。
所述检测器密封座7侧壁设有出气嘴8，所述出气嘴8设置出气口102的轴向的内侧，且出气口102的外壁与所述检测器密封座7之间预留气体流通通道，实现气体从出气口102流通后，平缓向四周流出，避免因气流流速快或往单一方向流通，造成的光束偏转或者折射率的变动，影响检测结果，出气嘴8在气室管1的径向方向上出气，其与气室管1内的气流方向垂直，能进一步减少气流单向流通引起的对光束的影响。
本发明中，气室管1外设有固定支架9固定安装了两侧的光源密封座303和检测器密封座7，固定支架9用于安装光学气体检测装置。
本发明利用在气室管1的进气口和出气口设置气笼结构，实现了气流完整、全部的均匀、平缓、稳定的流入或通出气室管1，避免了现有技术中的光学气体检测装置中出现待测气体“死体积”，影响光学气体检测设备的检测速度和检测精度，避免因气流扰动引起的成像像点漂移，降低光束偏转和折射率的起伏，为光学气体检测提供较快检测、较高的精确度，实现气体的快速精密光测，在气体光测领域具有广泛的应用前景。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种光学气体检测装置，其特征在于：包括，
发射出检测气体用光的光源；
通入光源的气室管；
检测光的检测元件；
气室管为一空心直管，由气密材料制备形成，管内壁形成反射表面，将细长空心管一侧光源高效率传向另一端的检测元件，气室管在光源射入一侧设有进气口，且在检测元件一侧设有气室管的出气口；
进气口在进气一侧的周壁设置气笼结构，气笼结构包括若干均匀布设的气流分流口，气流分流口直接抵在气室管的外侧壁及进气口，并与气室管的外侧壁及进气口连通，气流分流口直接均匀分流待测气体后，引导所有待测气体均匀、平稳进入气室管；
出气口在出气一侧设有与进气口相同的气笼结构，
所述光源设置在气室管一侧，包括光源板、光源安装座和光源密封座，光源板安装于光源安装座，光源安装座连通光源密封座，光源板发出的光透过光源安装座、光源密封座后射入气室管，
进气口一侧的气笼结构的内侧通过第一O型密封圈密封于气室管的进气口的外侧，气笼结构的外壁与光源密封座之间预留气体流通通道通往进气口，且气笼结构的外壁通过第二O型密封圈密封于光源密封座的内壁，光源密封座的外壁在径向方向设有进气嘴，进气嘴设置在第一O型密封圈和第二O型密封圈之间，气体通过进气嘴进入后，通过气笼结构的外壁与光源密封座之间后，通往进气口，通过气笼结构初步分流、缓流并导流后，全部通入气室管。
2.如权利要求1所述的光学气体检测装置，其特征在于：所述检测元件安装在检测器安装座上，检测器安装座通过检测器密封座密封安装于气室管的出气口一侧，所述检测器密封座内安装检测器板接收通过待测气体的光信号，检测元件检测光信号并将传输光信号的信息。
3.如权利要求2所述的光学气体检测装置，其特征在于：所述检测器密封座侧壁设有出气嘴。
4.如权利要求3所述的光学气体检测装置，其特征在于：所述气室管的出气口通入检测器密封座，气室管的出气口配设与气室管入口相同的气笼结构。
5.如权利要求1所述的光学气体检测装置，其特征在于：所述气室管为圆形通道状的气室管，所述气笼结构沿周向方向上均匀分布，呈梅花形状。
6.如权利要求2所述的光学气体检测装置，其特征在于：所述检测器密封座侧壁设有出气嘴，所述出气嘴设置在出气口的轴向的内侧，且出气口的外壁与所述检测器密封座之间预留气体流通通道，实现气体从出气口流通后，平缓向四周流出。
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