CN208255045U - 一种气体分析用的测试气室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体分析用的测试气室，包括气室框体、若干块反射镜、第一透镜和第二透镜，其中，气室框体的两侧分别开设有通孔，分别定义为第一通孔和第二通孔，入射光线通过第一通孔从外部环境进入气室框体的气体腔，反射光线通过第二通孔从气室框体的气体腔进入外部环境；第一透镜嵌入到第一通孔，第二透镜嵌入到第二通孔；气室框体的内侧设置有反射镜，所述的反射镜将通过第一通孔的入射光线进行反射，最后通过第二通孔射出。本实用新型结构简单，产品寿命时间长，可远程操控移动，提高了电网工作人员在检测工作上的效率，也保护电网工作人员的人身安全。

Description

一种气体分析用的测试气室

技术领域

本实用新型涉及TDLAS技术领域，更具体地，涉及一种气体分析用的测试气室。

背景技术

吸收光谱理论是现代兴起的一种探测技术，可以运用于气体分子的运动状态分析以及气体种类鉴别和含量确定。TDLAS （可调谐半导体激光吸收光谱）气体检测理论主要是基于气体吸收光谱理论，通过气体的吸收光谱来推断被测气体的浓度，同时在激光器驱动部分使用可调谐半导体激光器的波长调制技术，结合在接收端使用的锁相放大二次谐波提取技术，实现高精度检测气体浓度。

在电网运行和维护中工作人员不可避免遇到各类不同的气体，这些气体有些是无害的如CO2，H2，SF6等，而有些是有害的如CO，SO2，乙炔等烃类气体，这些气体有些是设备正常运行时所产生的，有些气体则是发生了异常状况才会产生。因此能够对各类气体进行监测，并且通过研制不同的气体分析装置将有助于工作人员对设备运行状况进行分析，还可通过对所处环境气体成分的分析来保护人身安全。采用 TDLAS技术对气体进行分析，当特定波长的激光通过所测气体气室（气体腔）时，气体将对激光进行吸收，而通过的路径越长，气体对激光吸收的程度不同，因此针对具体气体设置气室可以直接决定气体吸收激光的路径，从而为后续气体浓度的检测提供必要的条件。因此，一个简易，可移动的检测气室对于电网检测运行是十分有益的。

实用新型内容

本实用新型克服了上述现有的电网检测气体的缺陷，提供了一种新的气体分析用的测试气室。本实用新型结构简单，产品寿命时间长，可远程操控移动。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种气体分析用的测试气室，包括气室框体、若干块反射镜、第一透镜和第二透镜，其中，

所述的气室框体的两侧分别开设有通孔，分别定义为第一通孔和第二通孔，

所述的入射光线通过第一通孔从外部环境进入气室框体的气体腔，反射光线通过第二通孔从气室框体的气体腔进入外部环境；

所述的第一透镜嵌入到第一通孔，第二透镜嵌入到第二通孔；

所述的气室框体的内侧设置有反射镜，所述的反射镜将通过第一通孔的入射光线进行反射，最后通过第二通孔射出。

本实用新型工作过程如下：

入射激光通过第一通孔从外部环境进入气室框体的气体腔，通过反射镜的多次反射，实现水平射入，水平射出。由于气体腔中充满了被测气体，被测气体会对入射激光进行吸收，然后通过第二通孔从气室框体的气体腔进入外部环境，然后通过光电探测仪进行探测。

在一种优选的方案中，所述的气室框体包括内腔和外腔，所述的内腔与外腔之间设置有橡胶材质的支撑垫，内腔的内侧设置有反射镜。

在一种优选的方案中，所述的反射镜的横截面是等腰三角形，反射镜的顶角A固定设置在内腔的内侧，反射镜可以绕顶角A进行任意角度旋转。

在一种优选的方案中，所述的内腔的内侧设置了磁性材料，所述的磁性材料均匀放在内腔的内侧上。

在一种优选的方案中，所述的反射镜的底角B和底角C均设置有磁铁，所述的反射镜通过磁铁固定旋转角度。

在一种优选的方案中，所述的反射镜的数量是6块，定义为第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜。

在一种优选的方案中，所述的第一反射镜与第二反射镜沿水平线对称设置，所述的第四反射镜与第五反射镜沿水平线对称设置，所述的第三反射镜与第六反射镜沿垂直线对称设置，所述的第三反射镜与第六反射镜沿垂直线对称设置，所述的第一反射镜与第四反射镜沿垂直线对称设置，所述的第二反射镜与第五反射镜沿垂直线对称设置。

在一种优选的方案中，所述的光线的反射路径是：入射口→第三反射镜→第二反射镜→第一反射镜→第四反射镜→第五反射镜→第六反射镜→射出口。

在一种优选的方案中，所述的测试气室还包括支撑脚，所述的支撑脚设置在气室框体的内侧的底端，支撑脚与反射镜的底端连接，支撑脚用于对反射镜提供保护作用。

在一种优选的方案中，所述的测试气室还包括支撑锥、可调弹簧和调节器，其中，

所述的调节器对可调弹簧的伸缩程度进行调节，从而改变支撑锥与气室框体之间的夹角；

所述的支撑锥设置在气室框体一侧的底端。

在一种优选的方案中，所述的磁性材料的外侧设置有黑色贴纸，所述的黑色贴纸与磁性材料固定连接。

本优选方案中，黑色贴纸有助于避免光线的衍射，有利于提高检测精度。

在一种优选的方案中，所述的反射镜是Thorlabs公司的镀金反射镜。

本优选方案中，镀金反射镜在对CO，CO₂等气体激光波长范围内的反射率高达95%以上，经研究让激光在气室中反射8~12次，气体可对激光进行充分吸收，而且还能保证激光在输出后被光电探测仪探测到。

在一种优选的方案中，所述的透镜是Thorlabs公司的N-BK7窗口片。

本优选方案中，Thorlabs公司的N-BK7窗口片对CO，CO₂等气体激光范围内的透射率高达90%以上。

在一种优选的方案中，所述的可调镜面反射气室还包括4个滚轮，所述的滚轮分别设置在气室框体的外侧的四个角，所述的滚轮用于推动可调镜面反射气室。

本优选方案中，滚轮有利于对可调镜面反射气室进行移动，不需要人工的方式提起来在进行移动。

在一种优选的方案中，所述的可调镜面反射气室还包括受控电机和远程控制模块，所述的受控电机与滚轮传动连接，远程控制模块的输出端与受控电机的控制端电连接。

本优选方案中，通过远程控制模块控制受控电机带动滚轮旋转，避免人为推动管轮，进一步节省力气，提高工作效率。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型结构简单，产品寿命时间长，可远程操控移动，提高了电网工作人员在检测工作上的效率，也保护电网工作人员的人身安全。

附图说明

图1为实施例结构图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，一种气体分析用的测试气室，包括气室框体、6块Thorlabs公司的镀金反射镜、第一Thorlabs公司的N-BK7窗口片、第二Thorlabs公司的N-BK7窗口片、支撑垫、支撑脚、支撑锥、可调弹簧、调节器、4个滚轮、受控电机和远程控制模块，其中，

气室框体为长方体，气室框体分为内腔和外腔，外壳为金属腔长为500mm，宽400mm；内腔长480mm，宽380mm，深40mm；内腔与外腔之间用支撑垫以防止镜面被损坏，室框体的两侧分别开设有通孔，分别定义为第一通孔和第二通孔；入射光线通过第一通孔从外部环境进入气室框体的气体腔，反射光线通过第二通孔从气室框体的气体腔进入外部环境；第一Thorlabs公司的N-BK7窗口片嵌入到第一通孔，第二Thorlabs公司的N-BK7窗口片嵌入到第二通孔；

气室框体的外腔的外侧开设有若干个通孔，通孔的孔径是1cm的孔，进气孔上有盖子，当进行气体测试时可以关闭孔盖以隔绝外部气体进入，气室框体的内腔的内侧沿宽安装两根导轨，导轨卡槽宽5mm，导轨以螺丝固定安装在内腔中，两根导轨平行且外沿相隔300mm，每根导轨长350mm。 反射镜1、2、4、5直接安装在导轨卡槽上，反射镜厚10mm，反射镜的横截面为等腰三角形，角A为120度，角BC都为30度，BC边为镜面，A角上装有4mm螺钉，可以用来固定反射镜的位置，BC两角上有磁铁，可以用来固定镜面的旋转角度，旋转位置确定后可通过磁铁固定在不锈钢片上。反射镜3、6，角A固定位置不变，水平距离为200mm。通过调节旋转角来和反射镜2、5配合反射光线。

反射镜1和3的水平距离为50mm，反射镜1镜面始终与水平线成45度角。那么当反射镜1和2光反射点距离为100mm时，反射镜2的反射光和入射光夹角为45度。此时要旋转反射镜2使反射面与垂直线成67.5度角，同时应选择反射镜3，使水平面与垂直线成67.5度角。反射镜1与反射镜2沿水平线对称设置，反射镜4与反射镜5沿水平线对称设置，反射镜3与反射镜6沿垂直线对称设置，反射镜3与反射镜6沿垂直线对称设置，反射镜1与反射镜4沿垂直线对称设置，反射镜2与反射镜5沿垂直线对称设置。光线的反射路径是：入射口→反射镜3→反射镜2→反射镜1→反射镜4→反射镜5→反射镜6→射出口。

支撑脚设置在气室框体的内侧的底端，支撑脚与Thorlabs公司的镀金反射镜的底端连接，支撑脚用于对Thorlabs公司的镀金反射镜提供保护作用；

调节器对可调弹簧的伸缩程度进行调节，从而改变支撑锥与气室框体之间的夹角，使其在8~12次之间进行次数选择；

支撑锥设置在气室框体一侧的底端；

气室框体的没有Thorlabs公司的镀金反射镜的内侧设置有黑色贴纸，黑色贴纸与气室框体固定连接；

可调镜面反射气室还包括4个滚轮，滚轮分别设置在气室框体的外侧的四个角；

受控电机与滚轮传动连接，远程控制模块的输出端与受控电机的控制端电连接。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种气体分析用的测试气室，其特征在于，包括气室框体、若干块反射镜、第一透镜和第二透镜，其中，

所述的气室框体的两侧分别开设有通孔，分别定义为第一通孔和第二通孔，

入射光线通过第一通孔从外部环境进入气室框体的气体腔，反射光线通过第二通孔从气室框体的气体腔进入外部环境；

所述的第一透镜嵌入到第一通孔，第二透镜嵌入到第二通孔；

所述的气室框体的内侧设置有反射镜，所述的反射镜将通过第一通孔的入射光线进行反射，最后通过第二通孔射出；

所述的测试气室还包括支撑锥、可调弹簧、4个滚轮和调节器，其中，

所述的调节器对可调弹簧的伸缩程度进行调节，从而改变支撑锥与气室框体之间的夹角；

所述的支撑锥设置在气室框体一侧的底端；

所述的滚轮分别设置在气室框体的外侧的四个角，所述的滚轮用于推动气体分析用的测试气室。

2.根据权利要求1所述的测试气室，其特征在于，所述的气室框体包括内腔和外腔，所述的内腔与外腔之间设置有橡胶材质的支撑垫，内腔的内侧设置有反射镜。

3.根据权利要求1或2所述的测试气室，其特征在于，所述的反射镜的横截面是等腰三角形，反射镜的顶角A固定设置在内腔的内侧，反射镜可以绕顶角A进行任意角度旋转。

4.根据权利要求3所述的测试气室，其特征在于，所述的内腔的内侧设置了磁性材料，所述的磁性材料均匀放在内腔的内侧上。

5.根据权利要求4所述的测试气室，其特征在于，所述的反射镜的底角B和底角C均设置有磁铁，所述的反射镜通过磁铁固定旋转角度。

6.根据权利要求1、2、4或5所述的测试气室，其特征在于，所述的反射镜的数量是6块，定义为第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第五反射镜、第六反射镜。

7.根据权利要求6所述的测试气室，其特征在于，所述的第一反射镜与第二反射镜沿水平线对称设置，所述的第四反射镜与第五反射镜沿水平线对称设置，所述的第三反射镜与第六反射镜沿垂直线对称设置，所述的第一反射镜与第四反射镜沿垂直线对称设置，所述的第二反射镜与第五反射镜沿垂直线对称设置。

8.根据权利要求7所述的测试气室，其特征在于，所述的光线的反射路径是：入射口→第三反射镜→第二反射镜→第一反射镜→第四反射镜→第五反射镜→第六反射镜→射出口。