CN202216761U - 光谱信息获取模块 - Google Patents

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白薇
李兆晟
李幼安
陈玖英
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Abstract

本实用新型公开了一种光谱信息获取模块，用于激光对气体的监测，包括腔体、盖板、反射镜和探测器，反射镜包括前反射镜和后反射镜，盖板将腔体的开口覆盖，腔体四周以腔体壁围成矩形的内腔，前反射镜装在内腔的前壁，后反射镜装在内腔的后壁上，前反射镜与后反射镜均为平面反射镜，前反射镜与后反射镜的镜面相向对置；探测器装在内腔底部的前角处；腔体的顶壁和底壁分别设有用于气流进出的通孔；腔体前壁上部设有准直器，激光从准直器射入，经过在后反射镜与前反射镜之间的多次反射后到达探测器。本实用新型作为气体传感器的主要部件，结构简单紧凑、成本低廉，外形为扁平方盒状，适于与气体传感器所需的其他外围装置一起安装在传感器盒体内。

Description

光谱信息获取模块
[技术领域]
本实用新型涉及一种用于激光气体监测的光谱信息获取模块。
[背景技术]
目前用于气体检测分析的光谱感应元件主要有催化燃烧式感应元件、红外光谱感应元件和基于TDLAS技术的激光光谱感应元件。
其中催化燃烧式检测元件和红外光谱感应元件的不足之处在于易受干扰，响应速度慢，使用寿命也比较短。
当前发展较快的是基于TDLAS技术的激光光谱感应元件，其具有灵敏度高，响应速度快，抗干扰等优点。
中国专利申请号200910230020.7公布了一种《硫化氢浓度激光在线监测装置》，其中的多次反射池外形为圆柱形，如附图2所示，其外围是圆柱形的透明玻璃窗3’，圆柱形的两个端面用4根螺杆连接，一端有进气孔1’，另一端有出气孔5’；多次反射池内部进气孔两侧各安装一面次反射镜，一端安装次反射镜2’，另一端安装有主反射镜6’，出气孔5’的两侧开有装配透明窗片的激光入射孔7’和出射孔4’，被测气体从进气孔1’进入多次反射池，从出气孔5’离开反射池；次反射镜2’与主反射镜6’均为半径为R的球面镜，放置的相对距离为R，激光从入射孔进入，在次反射镜与主反射镜之间多次反射。再从出射孔射出。其不足之处在于，结构复杂，使用特定半径的球面镜，加工要求高，结构不够紧凑，体积也相应较大。
[发明内容]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于激光气体监测的光谱信息获取模块，具有结构简单紧凑、安装方便、成本低廉的特点。
一种光谱信息获取模块，用于激光对气体的监测，包括腔体、盖板、反射镜和探测器，反射镜包括前反射镜和后反射镜，盖板将腔体的开口覆盖，腔体四周以腔体壁围成矩形的内腔，前反射镜装在内腔的前壁，后反射镜装在内腔的后壁上，前反射镜与后反射镜均为平面反射镜，前反射镜，与后反射镜的镜面相向对置；探测器装在内腔底部的前角处；腔体的顶壁和底壁分别设有用于气流进出的通孔；腔体前壁上部设有准直器，激光从准直器射入，经过在后反射镜与前反射镜之间的多次反射后到达探测器。
作为优选，探测器包括镜头和探头，镜头设在探头前方，位于射入探头的光线路径上。
本实用新型的有益效果是：
作为激光气体监测的主要部件，结构简单紧凑、成本低廉，外形为扁平方盒状，适于与气体传感器所需的其他外围装置一起安装在气体传感器盒体内。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型光谱信息获取模块实施例的结构示意图。
图1中，1-腔体，101-下气口，102-上气口，2-前反射镜，3-后反射镜，4-镜头，5-探头，6-准直器。
图2是多次反射池的结构示意图。
图2中，1’-进气孔，2’-次反射镜，3’-透明玻璃窗，4’-出射孔，5’-出气孔，6’-主反射镜，7’-入射孔。
[具体实施方式]
一种光谱信息获取模块，包括腔体1和盖板，腔体内装有前反射镜2、后反射镜3和探测器，其中，探测器由镜头4t探头5组成。
如图1所示，腔体1有一个四周以腔体壁围成矩形的内腔，内腔装有前反射镜2、后反射镜3、镜头4和探头5。前反射镜2与后反射镜3均为平面反射镜，前反射镜2装在内腔的前壁，镜面朝后，后反射镜3装在内腔的后壁上，镜面朝前，前反射镜2的镜面与后反射镜3的镜面相向对置，且两者镜面相互平行；探测器装在内腔底部的前角处，镜头4装在探头5的前方，位于探测器的激光入射口处。在腔体壁上设有下气口101和上气口102，下气口101位于腔体的底壁上，上气口102位于腔体的顶壁，上气口与下气口均为腔壁上的通孔，气流可从上气口和下气口自由地流进和流出腔体1的内腔。在腔体前壁上部设有准直器6，激光从准直器6射入，经过在后反射镜3与前反射镜2之间的多次反射后通过镜头4射到探头5上。探头5用于将所测得的数据采集输送到相关的处理模块进行数据处理。
腔体1上还装有盖板，盖板将内腔覆盖，防止受到外部光线或其他方面的干扰。
使用时，将光谱信息获取模块装在气体监测传感器的机盒内，在机盒内还装有抽气装置和空气过滤装置。其中，抽气设备有效地加快了气流速度，保证了甲烷监测值的准确性和响应速度；空气过滤装置能够全面防止灰尘和水汽堆积，使得整体设计具高自洁性，适用于潮湿、易燃易爆的井下环境中，使本实施例得以实现所监测气体浓度的快速、高灵敏、远程传感，同时增加传感器的使用寿命。

Claims (2)

1.一种光谱信息获取模块，用于激光对气体的监测，包括腔体、盖板、反射镜和探测器，反射镜包括前反射镜和后反射镜，所述的盖板将腔体的开口覆盖，其特征在于，所述腔体四周以腔体壁围成矩形的内腔，所述的前反射镜装在内腔的前壁，所述的后反射镜装在内腔的后壁上，所述的前反射镜与后反射镜均为平面反射镜，前反射镜与后反射镜的镜面相向对置；所述探测器装在内腔底部的前角处；所述的腔体的顶壁和底壁分别设有用于气流进出的通孔；腔体前壁上部设有准直器，激光从准直器射入，经过在后反射镜与前反射镜之间的多次反射后到达探测器。
2.根据权利要求1所述的光谱信息获取模块，其特征在于，所述的探测器包括镜头和探头，所述的镜头设在探头前方，位于射入探头的光线路径上。
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