CN205620297U - 用于激光检测设备的容气装置和包括其的激光检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于激光检测设备的容气装置和包括其的激光检测设备。其中，该容气装置包括气室、设于气室的顶部的第一反射镜、设于气室的底部的第二反射镜、设于气室的顶部的第一光阑及设于气室的底部的第二光阑。第一光阑用于遮挡第一反射镜，并在第一光阑上设有多个第一通光孔；第二光阑用于遮挡第二反射镜，在第二光阑上设有多个第二通光孔。激光束能够在第一反射镜和第二反射镜的反射作用下交替通过第一通光孔和第二通光孔。本实用新型的用于激光检测设备的容气装置对制造工艺和装配人员的技能要求比现有技术要低，使得激光束的光路不易偏离预设光路，可尽可能地保证激光检测设备可以正常工作。

Description

用于激光检测设备的容气装置和包括其的激光检测设备

技术领域

本实用新型属于激光气体检测技术领域，具体涉及一种用于激光检测设备的容气装置和一种包括该容气装置的激光检测设备。

背景技术

对于激光检测设备而言，激光检测设备的激光束在气室内经过气体的路径(简称光程)越长，那么激光能量的衰减就越多，对气体的检测精度便越高。若需要检测低浓度的气体，可通过增加光程的方式来增加对激光的衰减，这样可有效、精确地对低浓度的气体进行测量。但在实际应用中，如果为了提升测量精度而通过不断地增加气室的体积的方式来增加光程，则会造成产品的体积过大，成本显著增加。

目前，现有的激光检测设备通过设置在气室内的多个反射镜来实现激光束的多次反射，达到增加光程的目的。虽然这样的激光检测设备能够促进整体集成化和小型化，但是该激光检测设备的装配尤其是多个反射镜的装配对制造工艺和装配人员的技能要求较高，若任一个或几个反射镜的安装角度稍有偏差，则导致激光束的光路脱离预设光路，严重时可造成激光检测设备无法工作。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种用于激光检测设备的容气装置，其对制造工艺和装配人员的技能要求比现有技术要低，对使用检测设备的技术人员要求也相应的降低，使得激光束的光路不易偏离预设光路，可尽可能地保证激光检测设备可以正常工作。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于激光检测设备的容气装置，该容气装置包括：气室；设于气室的顶部的第一反射镜；设于气室的底部的第二反射镜；设于气室的顶部的第一光阑，用于遮挡第一反射镜，在第一光阑上设有多个第一通光孔；以及设于气室的底部的第二光阑，用于遮挡第二反射镜，在第二光阑上设有多个第二通光孔。其中，激光检测设备的激光头投射的激光束能够在第一反射镜和第二反射镜的反射作用下交替通过第一通光孔和第二通光孔。

当激光检测设备对气体进行检测时，该激光检测设备的激光头投射的激光束能够在上述容气装置的第一反射镜和第二反射镜的反射作用下交替通过第一通光孔和第二通光孔，使得激光束可以在第一反射镜和第二反射镜的作用下进行多次反射，增加激光的光程，从而提高激光检测设备对气体的检测精度。同时，本实用新型的用于激光检测设备的容气装置通过带有第一通光孔的第一光阑和带有第二通光孔的第二光阑，能够防止激光束在反射过程中产生相互干涉的现象，由此也可提高激光检测设备对气体检测的准确度。由于本实用新型的用于激光检测设备的容气装置可只使用一块第一反射镜和一块第二反射镜，因此这两块反射镜的装配对制造工艺和装配人员的技能要求比现有技术(即需要安装2块以上反射镜并要保证各反射镜的安装角度)要低，对使用检测设备的技术人员要求也相应的降低，使得激光束的光路不易偏离预设光路，可尽可能地保证激光检测设备可以正常工作。

另外，用于激光检测设备的容气装置的结构简单，制造容易，工作稳定，检测精度较高，操作简单，使用安全，便于实施推广应用。

进一步地，多个第一通光孔的轴线与多个第二通光孔的轴线共面，且第一通光孔的轴线与第一反射镜和第二反射镜均垂直。这种布置方式的实施比较简单，可保证激光束可以在两反射镜之间顺利地进行多次反射，同时还可大幅地降低加工工艺难度和对装配人员的技能要求，达到降低生产成本的目的。

进一步地，多个第二通光孔在第一光阑的正投影和多个第一通光孔沿着设定方向交替且等距地间隔开。通过这种方式，能够不仅保证激光束可以在两反射镜之间顺利地进行多次反射，而且还可以进一步地降低第一光阑和第二光阑的制造难度。

进一步地，在第一光阑上还设有激光入口和激光出口，激光入口、第一通光孔及激光出口为在第一光阑上的轴线共面且等距分布的孔，第二通光孔的数量比第一通光孔的数量多一个。由于这样的方式可以避免把激光检测设备的激光头和激光接收器设置在第一光阑和第二光阑之间，因此其比较适宜将现有的用于激光检测设备的容气装置直接改进为本实用新型的激光检测设备。

进一步地，第一光阑和第二光阑皆与气室的腔壁相连，第一光阑具有与第一反射镜相邻的且形成第一通光孔的第一平板结构，第二光阑具有与第二反射镜相邻的且形成第二通光孔的第二平板结构。其中，第一平板结构和第二平板结构可借助平板结构的特点，不仅易于实现其与腔壁之间的连接，而且可以方便相应通光孔的加工制造，达到降低制造难度的目的。

进一步地，第一光阑与气室的腔壁之间的连接为可拆卸连接，第二光阑与气室的腔壁之间的连接为可拆卸连接，容易理解，可拆卸连接可方便各自的拆装，同时也易于它们损坏后的更换。

进一步地，第一通光孔和第二通光孔的孔径皆大于激光头投射的激光束的直径。若第一通光孔和第二通光孔的孔径皆小于或等于激光头投射的激光束的直径，那么当激光束以一定的角度入射时，第一通光孔和第二通光孔在激光的入射过程中将阻挡一部分入射光入射到相应的通光孔内。而当第一通光孔和第二通光孔的孔径皆大于激光束的直径时，激光束能够更顺畅地通过第一通光孔和第二通光孔，降低激光束被第一通光孔和第二通光孔的阻挡率，从而有利于提高激光检测设备对气体的检测精度。

进一步地，第一光阑的材质和第二光阑的材质皆为不锈钢、铝合金或塑料中的一种。上述材质的第一光阑和第二光阑不易被腐蚀，易于提高它们的使用寿命。

进一步地，容气装置还包括准直透镜，准直透镜以嵌入方式位于第一光阑上的激光入口处，准直透镜可以将发散的激光束变成准直的激光束，有利于实现激光束在第一反射镜和第二反射镜之间实现多次反射，同时避免因发散后的激光束的直径大于第二通光孔和第一通光孔而被阻挡进入第二反射镜和第一反射镜而造成的激光损失，影响检测结果。

根据本实用新型的第二方面，提供一种包括根据本实用新型的第一方面所述的容气装置的激光检测设备。本实用新型的激光检测设备具有本实用新型的第一方面所述的容气装置的作用和效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例的用于激光检测设备的容气装置的结构示意图。

附图中

1 气室

2 第一反射镜

3 第二反射镜

4 第一光阑

41 第一通光孔

42 激光入口

43 激光出口

5 第二光阑

51 第二通光孔

6 准直透镜

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实施例的第一方面，如图1所示，本实用新型用于激光检测设备的容气装置包括气室1、第一反射镜2和第二反射镜3。第一反射镜2设于气室1的顶部，第二反射镜3设于气室1的底部。激光检测设备的激光头可设置在容气装置的气室1内，也可以设置在气室1的腔壁上。

该容气装置包括第一光阑4和第二光阑5，第一光阑4设于气室1的顶部，用于遮挡第一反射镜2，为了让第一光阑4遮挡第一反射镜2，第一光阑4可设置为与第一反射镜2大致平行，并且两者相邻；第二光阑5设于气室1的底部，用于遮挡第二反射镜3，为了让第二光阑5遮挡第二反射镜3，第二光阑5可设置为与第二反射镜3大致平行，并且两者相邻。在第一光阑4上设有多个第一通光孔41，在第二光阑5上设有多个第二通光孔51。其中，激光头投射的激光束能够在第一反射镜2和第二反射镜3的反射作用下交替通过第一通光孔41和第二通光孔51。详细地讲，激光头投射的激光束首先经过第一个第二通光孔51并在第二反射镜3的作用下反射到第一个第一通光孔41，然后激光束在第一反射镜2的作用下反射回第二个第二通光孔51，依次往复循环，直至达到所设光程，反射结束，进入分析阶段。

当激光检测设备检测气体时，该激光检测设备的激光头投射的激光束能够在上述容气装置的第一反射镜2和第二反射镜3的反射作用下交替通过第一通光孔41和第二通光孔51，使得激光束可以在第一反射镜2和第二反射镜3的作用下进行多次反射，增加激光的光程，从而提高激光检测设备对气体的检测精度。同时，本实用新型实施例中用于激光检测设备的容气装置通过带有第一通光孔41的第一光阑4和带有第二通光孔51的第二光阑5，能够防止激光束在反射过程中在第一反射镜2或第二反射镜3上产生相互干涉现象，由此也可提高激光检测设备对气体检测的准确度。由于本实用新型的用于激光检测设备的容气装置可只使用一块第一反射镜2和一块第二反射镜3，因此这两块反射镜的装配对制造工艺和装配人员的技能要求比现有技术要低，对使用检测设备的技术人员要求也相应的降低，使得激光束的光路不易偏离预设光路，可尽可能地保证激光检测设备可以正常工作。

在本实施例中，多个第一通光孔41的轴线与多个第二通光孔51的轴线设为共面，同时，第一通光孔41的轴线与第一反射镜2和第二反射镜3垂直，这种布置方式的实施比较简单，可以保证激光束能在第一反射镜2与第二反射镜3之间连续稳定的进行多次反射，同时还可降低加工工艺难度和对装配人员的技能要求，达到降低生产成本的目的。

在本实施例中，虽然对第一通光孔41和第二通光孔51的孔距及位置分布并没有严格意义上的规定，但是为了保证不同入射角的激光束能在第一反射镜2反射后通过第一通光孔41之后，能再顺利的通过第二通光孔51射入第二反射镜3，并进行多次来回反射，本实施例中将相邻两个第一通光孔41和相邻两个第二通光孔51之间的孔距设为等距，且多个第二通光孔51在第一光阑4的正投影和多个第一通光孔41沿着设定方向交替且等距地间隔开，从而能有效的实现不同入射角的激光束能顺利在第一反射镜2和第二反射镜3之间进行来回反射，同时还可以进一步地降低第一光阑4和第二光阑5上第一通光孔41和第二通光孔51的加工难度。

在本实施例中，在第一光阑4上还设有激光入口42和激光出口43，激光入口42、第一通光孔41及和激光出口43为在第一光阑4上的轴线共面且等距分布的孔，第二通光孔51的数量比第一通光孔41的数量多一个。也就是说，激光入口42、激光出口43和各第一通光孔41的轴线共面，离激光入口42最近的第一通光孔41与激光入口42的距离等于相邻两个第一通光孔41的间距，离激光出口43最近的第一通光孔41与激光出口43的距离等于相邻两个第一通光孔41的间距，相应地，第二通光孔51的数量比第一通光孔41的数量多一个。通过这种方式，可以不用把激光检测设备的激光头和激光接收器设置在第一光阑4和第二光阑5之间，比较适宜将现有的用于激光检测设备的容气装置改进为本实施例的激光检测设备，且激光入口42与激光出口43分别与与其最近的第一通光孔41的距离与相邻两个第一通光孔41之间的距离相等，如此设置有利于对激光束入射角度的设定，避免在反射过程中出现偏差，使系统更稳定。

在本实施例中，第一光阑4和第二光阑5皆与气室1的腔壁相连，第一光阑4具有与第一反射镜2相邻的且形成第一通光孔41的第一平板结构，第二光阑5具有与第二反射镜3相邻的且形成第二通光孔51的第二平板结构，其中，第一平板结构和第二平板结构可借助平板结构的特点，不仅可以实现其与气室1腔壁之间的可靠连接，而且可以降低制造难度，还可以方便相应通光孔的加工制造。其中，各平板结构皆可为槽钢的腰部或角铁的一个侧壁。

在本实施例中，第一光阑4与气室1的腔壁之间和第二光阑5与气室1的腔壁之间的可拆卸连接，方便各自的拆装，同时也易于在损坏后的更换。

在本实施例中，若第一通光孔41和第二通光孔51的孔径皆小于或等于激光头投射的激光束的直径，那么当激光束以一定的角度入射时，第一通光孔41和第二通光孔51在激光的入射过程中将阻挡一部分入射光入射到相应的通光孔内，而当第一通光孔41和第二通光孔51的孔径皆大于激光束的直径时，激光束能够更顺畅地通过第一通光孔41和第二通光孔51，降低激光束被第一通光孔41和第二通光孔51的阻挡率，从而有利于提高激光检测设备对气体的检测精度。

在本实施例中，第一光阑4的材质和第二光阑5的材质皆为不锈钢、铝合金或塑料中的一种。上述材质的第一光阑4和第二光阑5不易被腐蚀，易于提高它们的使用寿命。容易理解，第一光阑4的材质和第二光阑5的材质也可为其他的硬质材料，例如铁或铁合金。

在本实施例中，容气装置还包括准直透镜6，准直透镜6嵌入在第一光阑4上的激光入口42处，准直透镜6可以将发散的激光束变成准直的激光束，有利于实现激光束在第一反射镜2和第二反射镜3之间实现多次反射，同时避免因发散后的激光束的直径大于第二通光孔51和第一通光孔41而被阻挡进入第二反射镜3和第一反射镜2而造成的激光损失，影响检测结果。

在本实施例的第二方面，提供一种包括了根据本实用新型的第一方面所述的容气装置的激光检测设备。本实用新型的激光检测设备具有本实用新型的第一方面所述的容气装置的作用和效果。

在本申请的描述中，将图1中的X轴的箭头方向定义为上方，而该箭头方向的反向定义为下方，任何部件的靠近上方的部位称为顶部，而靠近下方的部位称为底部。需要理解的是，术语“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于激光检测设备的容气装置，其特征在于，包括：

气室；

第一反射镜，设于所述气室的顶部；

第二反射镜，设于所述气室的底部；

第一光阑，设于所述气室的顶部，用于遮挡所述第一反射镜，在所述第一光阑上设有多个第一通光孔；

第二光阑，设于所述气室的底部，用于遮挡所述第二反射镜，在所述第二光阑上设有多个第二通光孔；

其中，所述激光检测设备的激光头投射的激光束能够在所述第一反射镜和所述第二反射镜的反射作用下交替通过所述第一通光孔和所述第二通光孔。

2.根据权利要求1所述的容气装置，其特征在于，多个所述第一通光孔的轴线与多个所述第二通光孔的轴线共面，且所述第一通光孔的轴线与所述第一反射镜和所述第二反射镜均垂直。

3.根据权利要求2所述的容气装置，其特征在于，多个所述第二通光孔在所述第一光阑的正投影和多个所述第一通光孔沿着设定方向交替且等距地间隔开。

4.根据权利要求3所述的容气装置，其特征在于，在所述第一光阑上还设有激光入口和激光出口，所述激光入口、所述第一通光孔及所述激光出口为在所述第一光阑上的轴线共面且等距分布的孔，所述第二通光孔的数量比所述第一通光孔的数量多一个。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的容气装置，其特征在于，所述第一光阑和所述第二光阑皆与所述气室的腔壁相连，所述第一光阑具有与所述第一反射镜相邻的且形成所述第一通光孔的第一平板结构，所述第二光阑具有与所述第二反射镜相邻的且形成所述第二通光孔的第二平板结构。

6.根据权利要求5所述的容气装置，其特征在于，所述第一光阑与所述气室的腔壁之间的连接为可拆卸连接，所述第二光阑与所述气室的腔壁之间的连接为可拆卸连接。

7.根据权利要求1到4中任一项所述的容气装置，其特征在于，所述第一通光孔和所述第二通光孔的孔径皆大于所述激光头投射的激光束的直径。

8.根据权利要求1到4中任一项所述的容气装置，其特征在于，所述第一光阑的材质和所述第二光阑的材质皆为不锈钢、铝合金或塑料。

9.根据权利要求1到4中任一项所述的容气装置，其特征在于，还包括准直透镜，所述准直透镜以嵌入方式位于所述激光入口处。

10.一种包括根据权利要求1到9中任一项所述的容气装置的激光检测设备。