CN209372671U - 一种气体探测器的光机结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气体探测器技术领域，尤其为一种气体探测器的光机结构，包括外壳以及全反射管体，所述外壳内具有光路收发视场，所述全反射管体安装在光路收发视场内。本实用新型，在外壳内具有光路收发视场，通过在光路收发视场内安装全反射管体，探测光一端在激光器的发射点，另一端在在探测器中心点，可达到探测器光轴与激光器光轴重合，消除成像形成的慧差，从而保证探测具有高精度，大大消除了安全隐患。

Description

一种气体探测器的光机结构

技术领域

本实用新型涉及气体探测器光机技术领域，具体为一种气体探测器的光机结构。

背景技术

在石油化工、冶金、钢铁、炼焦、电力等存在可燃或有毒气体的危险场所，需要用气体探测器，其是一种检测气体浓度的仪器，能长期连续检测空气中被测气体爆炸下限以内的含量，是保证财产和人身安全的理想监测仪器。

气体探测器可以检测：可燃气体类：天然气(甲烷)、液化气(异丁烷、丙烷)、乙炔、戊烷、炔类、烯类、酒精、丙酮、甲苯、醇类、烃类、轻油等多种液体蒸汽。有毒气体类：一氧化碳、硫化氢、氨气、氯气、氧气、磷化氢、二氧化硫、氯化氢、二氧化氯等多种有毒有害气体。

目前，在气体探测器中因存在探测器光轴与激光器光轴不在一条直线上的缺陷，这会导致探测器的感光面会形成慧差，从而导致感光面无法接受全部光学信号，而造成测量不准确，而产生安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体探测器的光机结构，以解决上述背景技术中提出的问题。所述气体探测器的光机结构的探测器光轴与激光器光轴重合，消除成像形成的慧差，从而保证探测具有高精度，消除了安全隐患。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种气体探测器的光机结构，包括外壳以及全反射管体，所述外壳内具有光路收发视场，所述全反射管体安装在光路收发视场内。

优选的，所述外壳的底部设置有两个定位孔，其中的一个安装有激光器，另一个安装有探测器，所述全反射管体的一端与激光器相连，其另一端位于探测器的正上方，其与探测器的光轴相重合。

优选的，所述全反射管体呈“匚”字型，采用空心光纤。

优选的，所述激光器的型号为LSDLD1653，探测器封装为TO46。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

在外壳内具有光路收发视场，通过在光路收发视场内安装全反射管体，探测光一端在激光器的发射点，另一端在在探测器中心点，可达到探测器光轴与激光器光轴重合，消除成像形成的慧差，从而保证探测具有高精度，大大消除了安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型外壳示意图；

图2为本实用新型激光器、探测器安装在外壳上的示意图；

图3为本实用新型图2中A-A处剖视示意图；

图4为本实用新型图2中B-B处剖视示意图；

图5为现有技术气体探测器的光学结构(光路)原理图；

图6为本实用新型气体探测器的光学结构(光路)原理图。

图中：1外壳、2全反射管体、3激光器、4探测器、5光路收发视场、6反射面。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～6，本实用新型提供一种技术方案：

一种气体探测器的光机结构，包括外壳1以及全反射管体2，所述外壳1内具有光路收发视场5，所述全反射管体2安装在光路收发视场5内。

所述外壳1的底部设置有两个定位孔，其中的一个安装有激光器3，另一个安装有探测器4，所述全反射管体2的一端与激光器3相连，其另一端位于探测器4的正上方，其与探测器4的光轴相重合。

所述全反射管体2呈“匚”字型，采用空心光纤，如采用空心光子晶体光纤，可以对射入的探测光全反射，从而改变其射出方向。

所述激光器3的型号为LSDLD1653，探测器4封装为TO46。

如图5所示，一束发散光照射在反射面6上，经反射后通过探测器4接受信号，并分析探测器4产生的光电转换信号即该光路结构的基本原理。

如图5所示，探测器4有一个接收视场，半导体的激光器3因为自身原因无法直接形成常规的平行光束，其发散角常规为30°左右。当探测器4接收视场完全包裹激光器3光斑，则激光器3能量可以完全被探测器4接受。基于此，探测器4接收视场FOV≥30°。

探测器4的接收视场FOV的计算方式根据公式(1)所示：

其中，d为探测器4感光面积，f为探测器4球头透镜焦距。其中，探测器4的焦距f＝0.875mm，感光面积d＝0.5mm。基于此，可以确定FOV≈59°＞30°。所以探测器4可以完全接受激光器3的发射光斑。

因为探测器光轴与激光器光轴不在一条直线上，这会导致探测器4的感光面会形成慧差，从而导致感光面无法接受全部光学信号，使测量不准确，而产生安全隐患。所以需要调整光轴使其在同一直线上。

本实用新型，如图6所示，在外壳1内具有光路收发视场5，在其内安装有全反射管体2，激光器3发出的探测光，由全反射管体2的一端全部入射到全反射管体2内，探测光在全反射管体2内发生全反射，然后由全反射管体2的另一端射出，由于该端口与位于探测器4的正上方，所以探测光的光轴一端在激光器3发射点，另一端在探测器4中心点。探测器光轴经全反射管体2也与探测光光路重合(图3中虚线探测光)。两个光轴相同且可以重合，即可达到探测器光轴与激光器光轴重合，消除成像形成的慧差，从而保证探测的精度，消除了安全隐患。

其中，激光器3、探测器4放置按照从外壳1结构中用的定位孔位中。外壳1结构采用数控加工，控制固定孔的垂直度、公差等精度。

激光器3和探测器4在放置过程中采用定位孔结构，通过定位孔，可以直接确定激光器3和探测器4的摆放位置，如图2所示。

将激光器3和探测器4放置好之后通过后部灌胶的方式将激光器3和探测器4固定，胶水选择特定的延展性很低的胶水，确保激光器3位置不会发生变化。

本实用新型，在外壳1内具有光路收发视场5，通过在光路收发视场5内安装全反射管体2，探测光一端在激光器3的发射点，另一端在在探测器4中心点，可达到探测器4光轴与激光器3光轴重合，消除成像形成的慧差，从而保证探测具有高精度，大大消除了安全隐患。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种气体探测器的光机结构，其特征在于，包括外壳(1)以及全反射管体(2)，所述外壳(1)内具有光路收发视场(5)，所述全反射管体(2)安装在光路收发视场(5)内。

2.根据权利要求1所述的一种气体探测器的光机结构，其特征在于：所述外壳(1)的底部设置有两个定位孔，其中的一个安装有激光器(3)，另一个安装有探测器(4)，所述全反射管体(2)的一端与激光器(3)相连，其另一端位于探测器(4)的正上方，其与探测器(4)的光轴相重合。

3.根据权利要求1或2所述的一种气体探测器的光机结构，其特征在于：所述全反射管体(2)呈“匚”字型，采用空心光纤。

4.根据权利要求2所述的一种气体探测器的光机结构，其特征在于：所述激光器(3)的型号为LSDLD1653，探测器(4)封装为TO46。