CN115931808A - 一种测汞仪全密闭光路装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及测汞仪技术领域，尤其是涉及一种测汞仪全密闭光路装置，其包括激发光源模块、发射光路模块、光源反应室模块、接收光路模块和光电倍增管模块，激发光源模块和光源反应室模块之间通过发射光路模块连通，光源反应室模块和光电倍增管模块之间通过接收光路模块连通；发射光路模块包括第一连接体，第一连接体内设置有发射光路调焦组件；光源反应室模块包括壳体，壳体内形成有光源反应腔室，光源反应腔室内安装有光反应组件；接收光路模块包括第二连接体，第二连接体内设置有接收光路调焦组件。本申请具有改善光路容易受到外界干扰光源的影响的问题，以提高光路装置结构的模块化，从而提高检测结果的准确性的效果。

Description

一种测汞仪全密闭光路装置

技术领域

本申请涉及测汞仪技术领域，尤其是涉及一种测汞仪全密闭光路装置。

背景技术

汞及其化合物是一种具有生物毒性的单质气态，在大气中以气态元素汞为主要组成形态。大气中的汞污染物质具有惰性、难溶，沉降后再次挥发等物理性质，在大气中能够长达一年以上的停留，易发生长距离传输与跨界污染，同时具有较大的生物毒性，随着加工、制造业的不断发展，汞已经造成了饮用水、大气和江河湖海等水质的严重污染。

测汞仪是一种用于检测汞含量的设备，适用于环境监测、卫生防疫、自来水、化工等行业。 测汞仪是一种高灵敏度的测汞用的原子吸收光谱的仪器，在一些金属矿床上方空气中的汞异常往往低到几至几十纳克/立方米，它是利用汞蒸气能强烈吸收253.7纳米谱线的特性而设计的，仪器主要包括发射253.7纳米谱线的汞灯，气体吸收室及光电放大和测量等装置，进入吸收室的气体样品，如含有微迹的汞，则通过吸收室的光线会因部分被汞吸收而减弱，根据光线减弱的程度可以测出气体中的汞含量。

光路装置是测汞仪的重要部件，相关技术中记载的现有光路装置一般由三部分组成：汞灯部分、吸收室部分和光电倍增管部分。汞灯发出激发光，照射到吸收室进行反应，经过吸收室的激发光进入光电倍增管中，光电倍增管将光信号转换为电信号以获取检测数据。但是，现有的光路装置结构较为简单，光路传递不够准确，而且汞灯部分、吸收室部分和光电倍增管部分一般单独设置，光路容易受到外界干扰光源的影响，造成最终的检测结果不够准确。

发明内容

为了改善光路容易受到外界干扰光源的影响的问题，以提高光路装置结构的模块化，从而提高检测结果的准确性，本申请提供一种测汞仪全密闭光路装置。

本申请提供的一种测汞仪全密闭光路装置采用如下的技术方案：

一种测汞仪全密闭光路装置，包括激发光源模块、发射光路模块、光源反应室模块、接收光路模块和光电倍增管模块，所述激发光源模块和所述光源反应室模块之间通过所述发射光路模块连通，所述光源反应室模块和所述光电倍增管模块之间通过所述接收光路模块连通；所述激发光源模块用于安装能够激发出紫光的汞灯；所述发射光路模块用于供汞灯激发的紫光通过并传输至所述光源反应室模块中，所述发射光路模块包括第一连接体，所述第一连接体内设置有用于将激发的紫光聚焦的发射光路调焦组件；所述光源反应室模块用于收集待测气体并将待测气体与激发的紫光进行反应产生荧光光束，所述光源反应室模块包括壳体，所述壳体内形成有光源反应腔室，所述光源反应腔室内安装有光反应组件；所述接收光路模块用于接收所述光源反应室模块激发出的荧光光束并传输至所述光电倍增管模块，所述接收光路模块包括第二连接体，所述第二连接体内设置有用于将荧光光束聚焦的接收光路调焦组件，所述接收光路调焦组件与所述发射光路调焦组件结构相同；所述光电倍增管模块用于将光信号转换为电信号。

通过采用上述技术方案，使用时，激发光源模块内的汞灯激发出紫光进入到发射光路模块内，发射光路模块内的发射光路调焦组件对激发的紫光进行聚焦并传输给光源反应室模块，将待检测的气体通入至光源反应室模块中，在光反应组件的作用下，能够激发出荧光光束，荧光光束进入至接收光路模块中，利用接收光路调焦组件，荧光光束实现聚焦并传输给光电倍增管模块，光电倍增管模块能够将光信号转换为电信号以进行处理并得到最终的检测数据，这样，激发光源模块、光源反应室模块和光电倍增管模块不再是单独设置，形成了模块化连接，同时，利用模块化连接，结构更加紧凑，而且改善了光路容易受到外界干扰光源的影响的问题，从而提高检测结果的准确性。

可选的，所述发射光路调焦组件包括压母，所述压母位于所述第一连接体远离所述光源反应室模块的一端，所述压母背离所述激发光源模块的一侧设置有第一密封圈，所述第一密封圈远离所述压母的一侧设置有套管，所述套管远离所述第一密封圈的一端设置有凸透镜，所述凸透镜背离所述套管的一侧设置有压圈。

通过采用上述技术方案，压母和压圈能够实现对凸透镜的固定，第一密封圈保证连接处的密封性，汞灯激发出的紫光在凸透镜的作用下能够实现聚焦，同时，利用压母、压圈、套管和凸透镜之间的配合，可以调节凸透镜的聚焦距离。

可选的，所述第一连接体靠近所述光源反应室模块的一端设置有过滤镜片，所述过滤镜片背离所述光源反应室模块的一侧设置有大压圈，所述大压圈用于固定所述过滤镜片。

通过采用上述技术方案，由于测汞仪仅检测待测气体中的汞含量，只有紫光会和汞产生荧光反应，过滤镜片能够进行光线过滤，以保证仅有紫光通过，以提高最终检测结果的准确性。

可选的，所述壳体包括上盖和下盖，所述上盖和所述下盖之间连接有中空的方框，所述上盖和所述方框的连接处、所述下盖和所述方框的连接处均设置有第二密封圈。

通过采用上述技术方案，上盖、方框和下盖形成了用于进行光反应的光反应腔室，第二密封圈能够提高壳体整体的密封性，降低外界光线进入至光反应腔室的可能性。

可选的，所述光反应组件包括固定在所述方框上的光栅井，所述光栅井上安装有方玻璃皿，所述光栅井和所述上盖之间设置有光井支柱，所述上盖上安装有与所述光源反应腔室连通的采样过嘴。

通过采用上述技术方案，采样过嘴用于收集待测气体并使待测气体进入至光反应腔室内，利用光栅井、方玻璃皿、光井支柱，能够将激发的紫光与待测气体中的汞进行反应以形成荧光光束。

可选的，所述第二连接体靠近所述光源反应室模块的一端设置有滤光镜，所述滤光镜背离所述光源反应室模块的一侧设置有固定压圈，所述固定压圈用于固定所述滤光镜。

通过采用上述技术方案，滤光镜能够对光源反应室模块激发的荧光光束进行过滤，以保证仅有荧光光束能够进入到光电倍增管模块，进一步提高最终检测结果的准确性。

可选的，所述激发光源模块和所述发射光路模块之间、所述发射光路模块和所述光源反应室模块之间、所述光源反应室模块和所述接收光路模块之间、所述接收光路模块和所述光电倍增管模块之间均采用嵌入式连接结构。

通过采用上述技术方案，各个模块之间采用相互嵌入式的连接结构，使得结构性密闭性更强，嵌入式的连接结构更能降低外界干扰光源的进入各个模块的通道中的可能性。

可选的，所述激发光源模块和所述发射光路模块的连接处、所述发射光路模块和所述光源反应室模块的连接处、所述光源反应室模块和所述接收光路模块的连接处、所述接收光路模块和所述光电倍增管模块的连接处均设置有紧固件。

通过采用上述技术方案，紧固件能够对相互连接的两个模块进行固定，同时，紧固件能够提高连接处的密封性。

可选的，所述激发光源模块、所述发射光路模块、所述光源反应室模块、所述接收光路模块和所述光电倍增管模块的内部的通道为环形通道。

通过采用上述技术方案，整个光路装置内部的通道为最简单的环形通道，内壁光整，内部表面积最小，能够最大程度减少光束在传播过程中被内壁吸收而造成的损失。

可选的，所述激发光源模块、所述发射光路模块、所述光源反应室模块、所述接收光路模块和所述光电倍增管模块中的所有金属件是采用黑色特氟龙工艺处理的金属件。

通过采用上述技术方案，所有零件的表面均采用黑色特氟龙工艺处理，保证通道内部的黑暗效果，更好地检测到光源反应室内发出的光束，从工艺上提高了仪器检测灵敏度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请中的测汞仪全密闭光路装置包括五部分，五部分分别为激发光源模块、发射光路模块、光源反应室模块、接收光路模块和光电倍增管模块，各部分均呈模块化设计，使得光路结构更加合理，完善了光路装置的结构，降低了外界环境光源进入到光路装置内部的可能性，提高了光路装置结构的模块化，提高了测汞仪检测结果的准确性。

2.本申请中的激发光源模块、发射光路模块、光源反应室模块、接收光路模块和光电倍增管模块之间均采用嵌入式的连接结构，使结构性密闭性更强，这样便更能防止外界干扰光源进入光路装置内部，进一步提高检测结果的准确性。

3.本申请中的所有零件表面采用黑色特氟龙工艺处理，保证通道内部黑暗效果，这样便能够更好地检测到光源反应室内发出的光束，从而提高了仪器检测灵敏度，有助于提高检测结果的准确性。

附图说明

图1是本申请中的测汞仪全密闭光路装置的结构示意图；

图2是本申请中的测汞仪全密闭光路装置的发射光路模块的剖视图；

图3是本申请中的测汞仪全密闭光路装置的光源反应室模块的剖视图；

图4是本申请中的测汞仪全密闭光路装置的接收光路模块的剖视图；

图5是本申请中的测汞仪全密闭光路装置的爆炸图。

附图标记说明：1、激发光源模块；101、激发光源模块外壳；2、发射光路模块；201、第一连接体；202、发射光路调焦组件；2021、压母；2022、第一密封圈；2023、套管；2024、凸透镜；2025、压圈；203、过滤镜片；204、大压圈；205、调节钉；3、光源反应室模块；301、壳体；3011、上盖；3012、下盖；3013、方框；302、光反应组件；3021、光栅井；3022、方玻璃皿；3023、光井支柱；3024、采样过嘴；4、接收光路模块；401、第二连接体；402、接收光路调焦组件；403、滤光镜；404、固定压圈；405、第三密封圈；5、光电倍增管模块；501、光电倍增管模块壳体；6、连接头；7、连接口；8、紧固件。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请做进一步详细说明。

本申请实施例公开一种测汞仪全密闭光路装置，参照图1，测汞仪全密闭光路装置包括激发光源模块1、发射光路模块2、光源反应室模块3、接收光路模块4和光电倍增管模块5，激发光源模块1和光源反应室模块3之间通过发射光路模块2连通，光源反应室模块3和光电倍增管模块5之间通过接收光路模块4连通。

激发光源模块1用于安装能够激发出紫光的汞灯，发射光路模块2用于供汞灯激发的紫光通过并传输至光源反应室模块3中，光源反应室模块3用于收集待测气体并将待测气体与激发的紫光进行反应以产生荧光光束，接收光路模块4用于接收光源反应室模块3激发出的荧光光束并传输至光电倍增管模块5，光电倍增管模块5用于将光信号转换为电信号以获取检测数据。这样，激发光源模块1、光源反应室模块3和光电倍增管模块5不再是单独设置，形成了模块化连接，同时，利用模块化连接，结构更加紧凑，而且改善了光路容易受到外界干扰光源的影响的问题，从而提高检测结果的准确性。

具体的，参照图1和图2，发射光路模块2包括第一连接体201，第一连接体201内设置有用于将激发的紫光聚焦的发射光路调焦组件202。发射光路调焦组件202包括压母2021，压母2021位于第一连接体201远离光源反应室模块3的一端，压母2021背离激发光源模块1的一侧设置有第一密封圈2022，第一密封圈2022远离压母2021的一侧设置有套管2023，套管2023远离第一密封圈2022的一端设置有凸透镜2024，凸透镜2024背离套管2023的一侧设置有压圈2025。这样，压母2021和压圈2025能够实现对凸透镜2024的固定，第一密封圈2022提高连接处的密封性，在套管2023和凸透镜2024的作用下，汞灯激发出的紫光能够实现聚焦。

参照图1和图2，第一连接体201靠近光源反应室模块3的一端设置有过滤镜片203，过滤镜片203背离述光源反应室模块3的一侧设置有大压圈204。由于测汞仪仅检测待测气体中的汞含量，只有紫光会和汞产生荧光反应，过滤镜片203能够进行光线过滤，以保证仅有紫光能够通过，以提高最终检测结果的准确性，同时大压圈204用于固定过滤镜片203。第一连接体201上旋拧有两个调节钉205，两个调节钉205分别位于第一连接体201相对的两侧，而且利用调节钉205、压母2021、压圈2025、套管2023和凸透镜2024之间的配合关系，可以调节凸透镜2024的聚焦距离。

可以理解的是，由于对于凸透镜2024的调焦是可以在发射光路模块2内完成的，即使发生聚焦距离发生变化，整个光路装置的通道也不会受外界因素的干扰，从而保证激发的紫光的纯度和强度。

参照图1和图3，光源反应室模块3包括壳体301和光反应组件302，壳体301包括上盖3011和下盖3012，上盖3011和下盖3012之间连接有方框3013，上盖3011和方框3013的连接处、下盖3012和方框3013的连接处均设置有第二密封圈（图中未示出）。光反应组件302包括固定在方框3013上的光栅井3021，光栅井3021上安装有方玻璃皿3022，光栅井3021和上盖3011之间连接有光井支柱3023，上盖3011上安装有与方玻璃皿3022连通的采样过嘴3024。这样，采样过嘴3024用于收集待测气体并将待测气体通入至方玻璃皿3022中，在光栅井3021的作用下，能够将激发的紫光与待测气体中的汞进行反应以形成荧光光束。

参照图1和图4，接收光路模块4包括第二连接体401，第二连接体401内设置有接收光路调焦组件402，其中接收光路调焦组件402与发射光路调焦组件202结构相同，接收光路调焦组件402用于将荧光光束聚焦。

参照图1和图4，为了进一步提高最终检测结果的准确性，第二连接体401靠近光源反应室模块3的一端设置有滤光镜403，滤光镜403背离光源反应室模块3的一侧设置有固定压圈404。这样，固定压圈404用于固定滤光镜403，滤光镜403能够对光源反应室模块3激发的荧光光束进行过滤，以保证仅有荧光光束能够进入到光电倍增管模块5中。同时，为了保证连接处的密封性，固定压圈404和滤光镜403之间设置有第三密封圈405。

参照图5，为了提高各个模块连接处的密封性，激发光源模块1和发射光路模块2之间、发射光路模块2和光源反应室模块3之间、光源反应室模块3和接收光路模块4之间、接收光路模块4和光电倍增管模块5之间均采用嵌入式连接结构。各个模块之间均采用相互嵌入式的连接结构，这样使得结构性密闭性更好，嵌入式的连接结构更能够降低外界干扰光源的进入各个模块的通道中的可能性。

参照图5，激发光源模块1设置有激发光源模块1外壳，光电倍增管模块5设置有光电倍增管模块5外壳，激发光源模块1外壳和光电倍增管模块5外壳上均成型有连接头6，第一连接体201和第二连接体401的两端分别成型有连接头6和连接口7，壳体301上相邻的两个侧面上成型有连接口7，这样，激发光源模块1外壳的连接头6与第一连接体201的连接口7配合连接，第一连接体201的连接头6与壳体301的其中一个连接口7配合连接，光电倍增管模块5外壳的连接头6与第二连接体401的连接口7配合连接，第二连接体401的连接头6与壳体301的另一个连接口7配合连接。

各个模块的连接处均设置有紧固件8，紧固件8可以采用螺钉、自攻螺丝、顶丝等，本实施例中，紧固件8以螺钉为例进行说明。紧固件8能够对相互连接的两个模块进行固定，以保证各个模块连接处的稳定性，同时，紧固件8能够进一步提高连接处的密封性。

激发光源模块1、发射光路模块2、光源反应室模块3、接收光路模块4和光电倍增管模块5的内部的通道均设计为环形通道。这样，整个光路装置内部的通道为最简单的环形通道，光路装置内部的通道的内壁光整，内部表面积最小，能够最大程度减少光束在传播过程中被内壁吸收而造成的损失，从而提高检测结果的准确性。

激发光源模块1、发射光路模块2、光源反应室模块3、接收光路模块4和述电倍增管模块内部的所有金属件是采用黑色特氟龙工艺处理的金属件。所有零件的表面均采用黑色特氟龙工艺处理，保证了通道内部的黑暗效果，光电倍增管模块5能够更好地检测到光源反应室内发出的光束，从工艺上提高了本装置检测的灵敏度。

本申请实施例一种测汞仪全密闭光路装置的实施原理为：使用时，安装在激发光源模块1内的汞灯激发出紫光进入到发射光路模块2内，发射光路模块2内的发射光路调焦组件202对激发的紫光进行聚焦并传输给光源反应室模块3，将待检测的气体通入至光源反应室模块3中，在光反应组件302的作用下，能够激发出荧光光束，荧光光束进入至接收光路模块4中，利用接收光路调焦组件402，荧光光束实现聚焦并传输给光电倍增管模块5，光电倍增管模块5能够将光信号转换为电信号以进行处理并得到最终的检测数据，这样，激发光源模块1、光源反应室模块3和光电倍增管模块5不再是单独设置，形成了模块化连接，同时，各个模块之间采用嵌入式连接结构，利用模块化连接，结构更加紧凑，而且改善了光路容易受到外界干扰光源的影响的问题，从而提高检测结果的准确性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测汞仪全密闭光路装置，其特征在于：包括激发光源模块(1)、发射光路模块(2)、光源反应室模块(3)、接收光路模块(4)和光电倍增管模块(5)，所述激发光源模块(1)和所述光源反应室模块(3)之间通过所述发射光路模块(2)连通，所述光源反应室模块(3)和所述光电倍增管模块(5)之间通过所述接收光路模块(4)连通；

所述激发光源模块(1)用于安装能够激发出紫光的汞灯；

所述发射光路模块(2)用于供汞灯激发的紫光通过并传输至所述光源反应室模块(3)中，所述发射光路模块(2)包括第一连接体(201)，所述第一连接体(201)内设置有用于将激发的紫光聚焦的发射光路调焦组件(202)；

所述光源反应室模块(3)用于收集待测气体并将待测气体与激发的紫光进行反应产生荧光光束，所述光源反应室模块(3)包括壳体(301)，所述壳体(301)内形成有光源反应腔室，所述光源反应腔室内安装有光反应组件(302)；

所述接收光路模块(4)用于接收所述光源反应室模块(3)激发出的荧光光束并传输至所述光电倍增管模块(5)，所述接收光路模块(4)包括第二连接体(401)，所述第二连接体(401)内设置有用于将荧光光束聚焦的接收光路调焦组件(402)，所述接收光路调焦组件(402)与所述发射光路调焦组件(202)结构相同；

所述光电倍增管模块(5)用于将光信号转换为电信号。

2.根据权利要求1所述的测汞仪全密闭光路装置，其特征在于：发射光路调焦组件(202)包括压母(2021)，所述压母(2021)位于所述第一连接体(201)远离所述光源反应室模块(3)的一端，所述压母(2021)背离所述激发光源模块(1)的一侧设置有第一密封圈(2022)，所述第一密封圈(2022)远离所述压母(2021)的一侧设置有套管(2023)，所述套管(2023)远离所述第一密封圈(2022)的一端设置有凸透镜(2024)，所述凸透镜(2024)背离所述套管(2023)的一侧设置有压圈(2025)。

3.根据权利要求2所述的测汞仪全密闭光路装置，其特征在于：所述第一连接体(201)靠近所述光源反应室模块(3)的一端设置有过滤镜片(203)，所述过滤镜片(203)背离所述光源反应室模块(3)的一侧设置有大压圈(204)，所述大压圈(204)用于固定所述过滤镜片(203)。

4.根据权利要求1所述的测汞仪全密闭光路装置，其特征在于：所述壳体(301)包括上盖(3011)和下盖(3012)，所述上盖(3011)和所述下盖(3012)之间连接有中空的方框(3013)，所述上盖(3011)和所述方框(3013)的连接处、所述下盖(3012)和所述方框(3013)的连接处均设置有第二密封圈。

5.根据权利要求4所述的测汞仪全密闭光路装置，其特征在于：所述光反应组件(302)包括固定在所述方框(3013)上的光栅井(3021)，所述光栅井(3021)上安装有方玻璃皿(3022)，所述光栅井(3021)和所述上盖(3011)之间设置有光井支柱(3023)，所述上盖(3011)上安装有与所述光源反应腔室连通的采样过嘴(3024)。

6.根据权利要求1所述的测汞仪全密闭光路装置，其特征在于：所述第二连接体(401)靠近所述光源反应室模块(3)的一端设置有滤光镜(403)，所述滤光镜(403)背离所述光源反应室模块(3)的一侧设置有固定压圈(404)，所述固定压圈(404)用于固定所述滤光镜(403)。

7.根据权利要求1所述的测汞仪全密闭光路装置，其特征在于：所述激发光源模块(1)和所述发射光路模块(2)之间、所述发射光路模块(2)和所述光源反应室模块(3)之间、所述光源反应室模块(3)和所述接收光路模块(4)之间、所述接收光路模块(4)和所述光电倍增管模块(5)之间均采用嵌入式连接结构。

8.根据权利要求7所述的测汞仪全密闭光路装置，其特征在于：所述激发光源模块(1)和所述发射光路模块(2)的连接处、所述发射光路模块(2)和所述光源反应室模块(3)的连接处、所述光源反应室模块(3)和所述接收光路模块(4)的连接处、所述接收光路模块(4)和所述光电倍增管模块(5)的连接处均设置有紧固件(8)。

9.根据权利要求1所述的测汞仪全密闭光路装置，其特征在于：所述激发光源模块(1)、所述发射光路模块(2)、所述光源反应室模块(3)、所述接收光路模块(4)和所述光电倍增管模块(5)的内部的通道为环形通道。

10.根据权利要求1所述的测汞仪全密闭光路装置，其特征在于：所述激发光源模块(1)、所述发射光路模块(2)、所述光源反应室模块(3)、所述接收光路模块(4)和所述光电倍增管模块(5)中的所有金属件是采用黑色特氟龙工艺处理的金属件。

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