CN202405606U - 光发射装置及光电分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了光发射装置，包括激光器及驱动模块、端座，所述驱动模块设置在外壳内；所述光发射装置进一步包括：散热部件，所述散热部件设置在所述外壳和端座之间；所述激光器与所述散热部件接触。本实用新型具有散热效果好等优点。

Description

光发射装置及光电分析系统

技术领域

本实用新型涉及光电分析，特别涉及针对大发热量的光源而设计的光发射装置以及应用该装置的光电分析系统。

背景技术

在位式激光气体分析仪一般由光发射装置和光接收装置组成，其测量原理基于DLAS半导体激光吸收光谱原理，因此需要光发射装置中的激光器波长保持恒定，而激光器波长随温度变化，也就是说为了实现准确测量，需要保证激光器的工作温度恒定，激光器的工作温度一般为20～30℃，而在位式激光气体分析仪一般都安装于户外，安装管道处的环境温度有时可达五、六十度，为使激光器的工作温度保持恒定，通常采用以下方法：

图1示意性地给出了现有技术中光发射装置的基本结构图，如图1所示，激光器3通过安装座2、TEC热电制冷器安装在端座6上，而端座6与机箱壳体1接触。端座6内设有准直透镜5，准直透镜5与所述激光器3发出的激光共轴。TEC热电制冷器将TEC一端的激光器3的热量吸收，在另一端将热量散到机箱壳体1上去，激光气体分析仪所采用的激光器功耗一般为几毫瓦，采用上述方法一般就可以使激光器工作温度保持恒定。但对于一些大功率激光器，如QC激光器，激光器功耗可达几瓦甚至几十瓦，上述方案根本无法将热量很好地散出去，也就无法使激光器工作温度保持恒定。

还有，激光器3发出的光是发散的，需要通过透镜5将激光器3的光准直成平行光，为使这束平行光能够传到传感器上，还必须使激光器和传感器在同一个轴线上。在理想设计中，可使激光器3刚好位于透镜5的焦点上并与传感器同轴，但在实际中由于零件的加工误差和装配误差的存在，是达不到理想状态的，因此需要通过准直调节和共轴调节使得激光器3刚好位于透镜5的焦点上并与传感器同轴。透镜5固定在透镜调节座4上，透镜调节座4与端座6之间采用螺纹连接，通过转动透镜调节座4可使透镜5前后移动，从而实现激光器3和透镜5的准直调节。另外激光器3固定在激光器调节座2上，激光器调节座2可在端座平面上下左右滑动，实现激光器3和透镜5的共轴调节。但这种准直共轴调节方法有一个缺陷，必须要使激光器3和透镜5完成准直共轴调节后才能与机箱壳体1等集成，如果后期发现激光器3和透镜5准直共轴效果不好，必须要拆下机箱壳体1重新调节。

实用新型内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供一种散热效果好、调节方便的光发射装置以及应用该装置的光电分析系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

光发射装置，包括光源及驱动模块、端座，所述驱动模块设置在外壳内；所述光发射装置进一步包括：

散热部件，所述散热部件设置在所述外壳和端座之间并与所述光源接触，用于将所述光源传导来的热量散发到外界。

根据上述的光发射装置，可选地，所述光源安装在所述散热部件或端座上。

根据上述的光发射装置，可选地，所述光源通过安装座安装。

根据上述的光发射装置，可选地，所述光发射装置进一步包括：

TEC热电制冷器，所述安装座或光源安装在所述TEC热电制冷器上。

根据上述的光发射装置，可选地，所述光源安装在所述端座的一端，并嵌入所述散热部件。

根据上述的光发射装置，可选地，所述散热部件的外围具有散热齿。

根据上述的光发射装置，可选地，所述光发射装置进一步包括：

准直透镜以及调节部件，所述准直透镜通过调节部件设置在所述端座的内部。

根据上述的光发射装置，可选地，所述光源是激光器。

根据上述的光发射装置，可选地，所述散热部件和端座之间设置O型圈，通过螺钉连接所述散热部件和端座。

本实用新型的目的还通过以下技术方案得以实现：

光电分析系统，所述光电分析系统包括：

光发射装置，所述光发射装置是上述的光发射装置；所述光发射装置发出的激光穿过待测介质；

光接收装置，所述光接收装置用于将接收到的穿过所述待测介质后的激光信号转换为电信号，并传送到分析单元；

分析单元，所述分析单元用于根据光谱分析技术处理接收到的所述电信号，从而分析所述待测介质。

根据上述的光电分析系统，可选地，所述介质是气体或液体。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

1、光源(如激光器)产生的热量可以快速地传到散热部件上，通过散热部件和外界空气的对流传导将热量快速传到外界空气中，大大改善仪器的热性能，可使仪器能够应用于高温环境场合。

2、通过散热部件的良好散热，可以大大提高TEC热电制冷器的工作效率，满足大功率激光器的低工作温度要求，提高仪器的温漂性能。。

3、光源(如激光器)和透镜之间的准直共轴调节方便，可无需光源调节座，准直共轴调节可以在外部进行，给后期维护带来很大的方便。

光源(如激光器)安装好后不需要任何调节，可以通过调节散热部件和端座间的位置去实现光源(如激光器)和透镜的准直、共轴调节。因此，光源(如激光器)和透镜的准直共轴调节完全可以在最后进行，给仪表的后期维护带来了很大方便。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1是现有技术中光发射装置的基本结构图；

图2是根据本实用新型实施例1的光发射装置的基本结构图；

图3是根据本实用新型实施例2的光发射装置的基本结构图；

图4是根据本实用新型实施例3的光发射装置的基本结构图。

具体实施方式

图2-4和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图2示意性地给出了本实用新型实施例的光发射装置的基本结构图。如图2所示，所述光发射装置包括：

光源，所述光源可采用半导体激光器3(当然也可以是其他光源，如氙灯)，如QC激光器。所述激光器3(自带有TEC热电制冷器)通过调节座2安装在端座6的一端，并与散热部件7接触；

外壳1，所述激光器3的驱动模块设置在所述外壳内；

端座6，所述端座6采用中空结构，内部设置有准直透镜5以及调节结构4，所述调节结构4用于调节所述准直透镜5的位置，通过螺纹安装在所述端座6内，以便使所述准直透镜5与所述激光器3发出的激光共轴；

散热部件7，所述散热部件7设置在所述外壳1和端座6之间，采用中空结构，外围具有散热齿，采用导热率高的材料，如铝。

光电分析系统，所述分析系统包括：

光发射装置，具体采用上述的光发射装置；激光器发出的激光穿过待测介质；

光接收装置，所述光接收装置用于将接收到的穿过所述待测介质的激光信号转换为电信号，并传送到分析单元；

分析单元，所述分析单元根据激光光谱技术处理接收到的所述电信号，从而获知所述待测介质的参数，如浓度。

根据本实用新型实施例达到的益处在于：激光器发出的热量直接传导到散热部件上，进而传导到外界空气中，使激光器发出的热量快速地散出去。

实施例2

图3示意性地给出了本实用新型实施例的光发射装置的基本结构图。如图3所示，所述光发射装置与实施例1不同的是：

1、激光器3直接安装在所述散热部件7上，无需激光器调节座。

2、散热部件7和端座6之间采用O型圈密封，并通过螺钉连接在一起。

由于激光器3是直接安装在散热部件7上，激光器3和透镜5的准直共轴调节方式为：一方面通过调节所述螺钉以改变散热部件7和端座6的相对位置(包括上下左右方向)，另一方面通过旋进或旋出所述调节结构4。通过上述调节方式方便地实现激光器、透镜的准直共轴，无需拆卸机箱壳体1。

根据本实用新型实施例达到的益处在于：在激光器有效散热的基础上，新的调节方式助于方便地实现光源、透镜的准直共轴。无需调节激光器的位置，节省了激光器调节座。

实施例3

图4示意性地给出了本实用新型实施例的光发射装置的基本结构图。如图4所示，所述光发射装置与实施例2不同的是：

激光器3(没有自带的TEC热电制冷器)依次通过安装座9、TEC热电制冷器8安装在所述散热部件7上。

Claims (10)

1.光发射装置，包括光源及驱动模块、端座，所述驱动模块设置在外壳内；其特征在于：所述光发射装置进一步包括：

散热部件，所述散热部件设置在所述外壳和端座之间并与所述光源接触，用于将所述光源传导来的热量散发到外界。

2.根据权利要求1所述的光发射装置，其特征在于：所述光源安装在所述散热部件或端座上。

3.根据权利要求1或2所述的光发射装置，其特征在于：所述光源通过安装座安装。

4.根据权利要求3所述的光发射装置，其特征在于：所述光发射装置进一步包括：

TEC热电制冷器，所述安装座或光源安装在所述TEC热电制冷器上。

5.根据权利要求1所述的光发射装置，其特征在于：所述光源安装在所述端座的一端，并嵌入所述散热部件。

6.根据权利要求1所述的光发射装置，其特征在于：所述散热部件的外围具有散热齿。

7.根据权利要求1所述的光发射装置，其特征在于：所述光发射装置进一步包括：

准直透镜以及调节部件，所述准直透镜通过调节部件设置在所述端座的内部。

8.根据权利要求1所述的光发射装置，其特征在于：所述光源是激光器。

9.根据权利要求1所述的光发射装置，其特征在于：所述散热部件和端座之间设置O型圈。

10.光电分析系统，所述光电分析系统包括：

光发射装置，所述光发射装置是权利要求1-9中任一项所述的光发射装置；所述光发射装置发出的激光穿过待测介质；

光接收装置，所述光接收装置用于将接收到的穿过所述待测介质后的激光信号转换为电信号，并传送到分析单元；

分析单元，所述分析单元用于根据光谱分析技术处理接收到的所述电信号，从而分析所述待测介质。

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