CN204346913U - 一种气室结构、气体检测箱及气体检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气室结构，适于安装在气体检测箱中，包括：外壳，为一端开口且另一端封闭的管状结构，该外壳安装在检测箱上；内壳，具有管状内腔且设置有至少一个轴向的带状开口，该内壳第一端从开口插入外壳，第二端在开口外部，且该内壳与该检测箱可拆卸地连接；以及发射端和接收端，可调节地设置于该内壳的第二端。其中，内壳第一端设置有第一凹面反射镜，第二端设置有第二凹面反射镜，该第二凹面反射镜设置有供发射端入射光线以及供接收端接收光线的光孔。根据本实用新型的气室结构通过可分离的内壳和外壳，实现了对气室中凹面镜的方便调节。本实用新型还提供一种气体检测箱及气体检测系统。

Description

一种气室结构、气体检测箱及气体检测系统

技术领域

本实用新型涉及气体分析设备领域，尤其涉及一种气室结构。

背景技术

在煤矿、石油化工、冶金和环保等行业，随着人们对气体检测的要求越来越高，测量技术与设备越来越受到人们的重视。近些年来，光学测量技术特别是可调谐激光吸收光谱技术得到了迅猛的发展，已经在众多行业中成功应用。

由于被测气体的含量通常比较低，通常为ppm(Part per million,百万分之几)级别。为保证较高的测量精度，目前，基于可调谐激光吸收光谱技术的激光气体分析仪常采用多次反射样气室来提高测量光程，进而提高激光气体分析仪的测量精度。

最常见的多次反射样气室为Herriott型多次反射样气室。Herriott型多次反射样气室由两个球面反射镜组成，激光通过近端球面反射镜上的开孔，以特定的角度射入样气室，然后打到远端球面反射镜上，激光束在两个球面反射镜中经过特定次数的反射后，再由近端球面反射镜的开孔处射出，从而完成检测。由于经过多次反射，大大增加了激光气体分析仪的测量光程，从而提高了激光气体分析仪的测量精度。

对于Herriott型多次反射样气室来说，由于激光要在气室中多次反射，稍微的一点差别就可能对光路造成很大的影响。这就对气室机械结构的加工精度和安装要求提出了非常严格的要求，从而大大增加了激光气体分析仪的加工成本和劳动者的劳动强度。

此外，许多工业现场要求测量的温度比较高，例如对于氨逃逸的检测，要求样气室的温度达到180℃甚至更高。在这种情况下，即使在室温条件下多次反射样气室的光路调节已经达到最佳状态，但将其放置到180℃或更高温度时，由于热胀冷缩等因素也可能对多次反射的样气室光路造成很大的影响，为此不得不对气室进行反复多次的光路调节。

另外，当包含气室的检测箱靠近测量管道布置时，在检测箱安装到现场之后，很难为了对气室进行调节而将检测箱进行拆解，这进一步加大了对气室进行光路调节的难度。

为此，需要一种便于对气室进行调节的气室结构，以解决上面存在的这些技术问题。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种新的方案以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种气室结构，适于安装在气体检测箱中，该气室结构包括外壳、内壳、发射端和接收端。

外壳为一端开口且另一端封闭的管状结构，该外壳安装在检测箱上。内壳具有管状内腔且设置有至少一个轴向的带状开口，该内壳第一端从所述开口插入所述外壳，第二端在所述开口外部，且该内壳与该检测箱可拆卸地连接。发射端和接收端可调节地设置于该内壳的第二端。其中，内壳的第一端设置有第一凹面反射镜，该内壳的第二端设置有第二凹面反射镜，该第二凹面反射镜设置有供发射端入射光线以及供接收端接收光线的光孔。

可选地，在根据本实用新型的气室结构中，内壳的第二端包括第一可调安装座和第二可调安装座，其中，发射端设置于第一可调安装座上，接收端设置于第二可调安装座上。

可选地，在根据本实用新型的气室结构中，外壳具有连通所述带状开口的进气孔和出气孔。

可选地，在根据本实用新型的气室结构中，外壳进一步包括对应所述带状开口的透明观察窗。

可选地，在根据本实用新型的气室结构中，第一可调安装座适于调节发射端相对于所述光孔的位置和角度，以及，第二可调安装座适于调节接收端相对于所述光孔的位置和角度。

可选地，在根据本实用新型的气室结构中，外壳进一步包括覆盖观察窗的密封盖。

可选地，在根据本实用新型的气室结构中，在第一凹面反射镜进一步设置有轴向的调节杆，外壳进一步设置有供该调节杆一端伸出外壳的调节孔。

根据本实用新型的又一个方面，提供一种气体检测箱，包括根据本实用新型的气室结构。

根据本实用新型的又一个方面，提供一种气体检测系统，包括根据本实用新型的气体检测箱。

根据本实用新型的气室结构，通过采用可分离的外壳和内壳的组合，并且内壳上具有带状开口结构，实现了可以快速将内壳拆卸，以便对内壳上设置的凹面反射镜进行外部调节，而不需要对整个气室结构进行拆卸调节。进一步，由于气室结构通常工作在高温状态，根据本实用新型的外壳和内壳组合结构，可以将内壳单独取出进行降温和调节，以便在内壳装回外壳内时，可以快速回复到工作温度，这样既节省能源，又提高对气体的检测效率。进一步，通过将接收端和发射端分别设置在可调安装座上，实现了对接收端和发射端进行独立调节，以便对光线的入射和出射更加准确。进一步，通过调节杆对未拆卸的内壳第一端的反射镜进行微调，极大提高了对气室结构中凹面反射镜调节的方便性。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1A示出了根据本实用新型一个实施例的气室结构100主视剖面图；

图1B示出了图1B中气室结构100的俯视图；

图2A示出了根据本实用新型一个实施例的内壳120的剖面示意图；

图2B示出了图2A中内壳120又一示意图；

图3A示出了根据本实用新型一个实施例的接收端130与发射端140的示意图；以及

图3B示出了图3A的接收端130与发射端140的又一示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1A示出了根据本实用新型一个实施例的气室结构剖面的示意图，图1B示出了图1B中气室结构的俯视图。

如图1A及图1B所示，根据本实用新型的应用在气体检测箱(未示出)中的气室结构100包括外壳110、内壳120、发射端140以及接收端130。其中，外壳110为一端开口、另一端封闭的管状结构。内壳120轮廓与外壳110内腔一致，且内壳120也具有管状内腔或者管线型的支架结构。这里，内壳120的结构适于在其上设置反射光线的凹面镜。外壳110与内壳120结构可根据具体实施需要进行多种变形与调整，例如外壳110为便于安装的棱柱状外形，且其用于容纳内壳的内腔为长方体空腔，则内壳120的轮廓为长方体结构，而这些多种变形应属于本实用新型的保护范围。

上述外壳110适于在检测箱中进行牢靠的安装固定，而内壳120稳定地可拆卸地安装在检测箱或外壳上。具体地，内壳120的第一端从外壳的开口插入到外壳内腔中，而第二端在该开口处，可以露出一段在开口外，也可以在开口内。根据外壳110与内壳120的具体结构，可以选择多种可拆卸地连接方式，例如，在外壳110的开口附近，分别在外壳管壁以及内壳管壁设置相对应的螺纹孔，然后以螺栓或插销方式进行固定，或者，直接将内壳120安装在检测箱上。另外，在根据本实用新型的一个实施例中，内壳在放入外壳内腔时，内壳的第二端还可以设置有安装块，以便内壳与外壳进行方便的安装或拆卸。例如，安装块为法兰盘状结构，该安装块与外壳固定后，十分有利于内壳相对于外壳的安装稳定性，并且易于拆卸。这样，根据本实用新型的外壳110与内壳120形成了可分离的气室结构，通常外壳要实现密封和保护内部结构，所以在整个气室结构中质量比例较高，而较少质量比例的内壳适于单独进行拆卸调节。进一步，由于气室结构100在工作中经常处于高温状态，例如100-300摄氏度，通过单独对内壳120进行可拆卸地安装，能够使得当需要将内壳120取出进行调节时，不需要等待整个气室结构进行冷却，尤其是质量比例高的外壳，而直接将内壳取出进行快速冷却和对凹面反射镜进行调节。并且，在内壳在调节完成后装回到外壳时，整个气室结构在加热后能够快速稳定到工作温度，这样也可以较好的节省能源以及提高气室的检测效率。

图2A示出了根据本实用新型一个实施例的内壳120的剖面示意图,图2B示出了图2A中内壳120又一示意图。

如图2A及图2B所示，在根据本实用新型的一个实施例中，内壳120的内腔为圆柱状，在内腔两端分别设置有一个凹面反射镜，即内壳120第一端的第一凹面反射镜121、第二端的第二凹面反射镜122。而靠近外壳开口的一端(即内壳的第二端)处的第一凹面反射镜121上设置有光孔，该光孔适于发射端130的入射光线进入到内壳的内腔中，然后入射光线会在内腔中第一、第二的凹面反射镜之间经过多次反射，最后从该光孔射出。而接收端140适于接收该射出的光线。为了便于待检测的气体充满两个凹面反射镜间的空腔(即内壳的内腔)，上述的内壳120上还可以设置一个或多个开口。在管状内壳120上设置轴向的多个带状开口124，多个带状开口124可以在内壳壁上沿外圆周环装排列，这样形成了鼠笼状的支架结构，既可以很好的支持两端的凹面反射镜，又减小了内壳的质量，便于材料节省和进行拆卸。如图1所示，外壳110上设置有对应内壳120上带状开口124的观察窗111。，进而通过观察窗观察内壳内部的情况，例如光线反射的角度的准确性。进一步，外壳上设置有能连通内壳上开口的进气孔112以及出气孔113，方便待分析气体的进出。此外，在观察窗上还可以覆盖一个密封盖，以实现光密封和气密保护。

图3A示出了根据本实用新型一个实施例的接收端130与发射端140的示意图，图3B示出了图3A的接收端130与发射端140的又一示意图。如图3A和3B所示，在根据本实用新型的一个实施例中，为了便于调整接收端140和发射端130相对于光孔的角度和位置，在内壳120第二端设置第一、第二可调安装座，而接收端140可调节地设置于第一可调安装座上，发射端130可调节设置于第二安装座上。这里的安装座可选择多种结构，例如，带阻尼的连杆结构、旋转结构、伸缩结构，以及其他能实现调节发射端和接收端相对于光孔位置和角度的结构，而这些都应属于本实用新型的保护范围。

进一步，上述内壳120的内壁可以设置轴向的滑轨(未示出)以及设置于该滑轨的滑块(未示出)，其中，所述第一、第二凹面反射镜通过所述滑块与滑轨连接。为了便于在不拆卸内壳120的情况下，对凹面反射镜进行微调。如图2所示，在一个实施例中，可以在第一凹面反射镜设的非反射端面上设置轴向的调节杆123，相应的内壳120设置有供该调节杆123一端伸出的调节孔。在又一个实施例中，外壳110在靠近所述内壳120第一端设置有调节孔，内壳第一端的第一凹面反射镜121与该调节孔间架设有丝杆结构(未示出)，该丝杆结构一端伸出所述调节孔，并且丝杆结构与调节孔气密配合。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该实用新型的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本实用新型，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本实用新型的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本实用新型的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本实用新型的范围，对本实用新型所做的公开是说明性的，而非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求书限定。

Claims (9)

1.一种气室结构，适于安装在气体检测箱中，其特征在于包括：

外壳，其为一端开口且另一端封闭的管状结构，该外壳安装在检测箱上；

内壳，具有管状内腔且设置有至少一个轴向的带状开口，该内壳第一端从所述开口插入所述外壳，第二端在所述开口外部，且该内壳与该检测箱可拆卸地连接；以及

发射端和接收端，可调节地设置于该内壳的第二端；

其中，该内壳的第一端设置有第一凹面反射镜，该内壳的第二端设置有第二凹面反射镜，该第二凹面反射镜设置有供发射端入射光线以及供接收端接收光线的光孔。

2.如权利要求1所述的气室结构，其特征在于，所述内壳的第二端包括第一可调安装座和第二可调安装座，其中，所述发射端设置于第一可调安装座上，所述接收端设置于第二可调安装座上。

3.如权利要求1所述的气室结构，其特征在于，所述外壳具有连通所述带状开口的进气孔和出气孔。

4.如权利要求1所述的气室结构，其特征在于，所述外壳进一步包括对应所述带状开口的观察窗。

5.如权利要求2所述的气室结构，其特征在于：

所述第一可调安装座适于调节发射端相对于所述光孔的位置和角度；以及

所述第二可调安装座适于调节接收端相对于所述光孔的位置和角度。

6.如权利要求4所述的气室结构，其特征在于，所述外壳进一步包括有覆盖所述观察窗的密封盖。

7.如权利要求1所述的气室结构，其特征在于，在所述第一凹面反射镜进一步设置有轴向的调节杆，所述内壳进一步设置有供该调节杆一端伸出内壳的调节孔。

8.一种气体检测箱，其特征在于包括如权利要求1-7中任一个所述的气室结构。

9.一种气体检测系统，其特征在于包括如权利要求8所述的气体检测箱。