CN210604357U - 一种便携式气体探测仪用光学组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于气体探测技术领域，提供一种便携式气体探测仪用光学组件。本实用新型实施例第一方面通过提供一种包括一个探测激光器、一个第一反射镜、一个滤光片和一个第一光探测器的便携式气体探测仪用光学组件，或者，提供一种包括一个探测激光器、一个滤光片、一个N焦点会聚透镜或一个N焦点凹面反射镜以及一个第一光探测器的便携式气体探测仪用光学组件，既可探测远距离处的气体，又可探测近距离处的气体，信噪比高且结构简单。

Description

一种便携式气体探测仪用光学组件

技术领域

本实用新型属于气体探测技术领域，尤其涉及一种便携式气体探测仪用光学组件。

背景技术

气体探测技术主要应用于煤炭、石油化工、电力、冶金、市政工程等有可能出现易燃易爆及污染气体泄露、对人民生命财产安全和健康产生重大威胁的领域。现有的气体探测仪能够对甲烷等等危险或污染气体进行远距离探测，但是不能同时满足可测量远距离处和近距离处的气体、信噪比高以及结构简单的要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种便携式气体探测仪用光学组件，以解决现有气体探测仪不能同时满足可测量远距离处和近距离处的气体、信噪比高以及结构简单的要求的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种便携式气体探测仪用光学组件，包括：

一个探测激光器，用于发射探测激光束；

一个第一反射镜，用于将所述探测激光束反射至待测气体所在区域；

一个滤光片，用于滤除位于所述待测气体所在区域的反射点反射回的探测激光束之外的杂散光；

一个第一光探测器，用于接收所述反射点反射回的探测激光束并进行探测；

其中，所述第一反射镜的反射面朝向所述探测激光器的出射面和所述待测气体所在区域，所述第一反射镜设置于所述滤光片的入射面或出射面，所述滤光片的入射面朝向所述反射点。

在一个实施例中，所述第一反射镜设置于所述滤光片的入射面，所述第一反射镜为全反射三棱镜；

或者，所述第一反射镜设置于所述滤光片的出射面，所述第一反射镜为全内反射三棱镜。

在一个实施例中，所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个指示激光器，用于发射与所述探测激光束平行的可见指示激光束；

其中，所述指示激光器的出射面朝向所述待测气体所在区域。

在一个实施例中，所述第一反射镜为透射反射镜，用于将所述探测激光器发射的探测激光束分为两束；

所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个参考气室，密封有标准气体；

一个第二光探测器，用于接收在所述参考气室内部传输的探测激光束并进行探测；

其中，所述参考气室设置于所述探测激光器的出射面的对侧，所述第二光探测器设置于所述参考气室中远离所述探测激光器的一侧，所述探测激光束被所述透射反射镜分为两束后，一束传输至所述待测气体所在区域，另一束进入所述参考气室。

在一个实施例中，所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个会聚透镜，用于将所述反射点反射回的探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，所述第一光探测器的入射面朝向所述滤光片的出射面，所述会聚透镜设置于所述滤光片的出射面和所述第一光探测器的入射面之间。

在一个实施例中，所述会聚透镜为N焦点会聚透镜，用于将N个所述反射点反射回的N束探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，N个所述反射点与所述N焦点会聚透镜之间的距离不同，N≥2且N 为整数。

在一个实施例中，所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个凹面反射镜，用于将所述反射点反射回的探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，所述第一反射镜设置于所述滤光片的入射面，所述第一光探测器设置于所述滤光片的出射面，所述凹面反射镜的反射面朝向所述第一光探测器的入射面。

在一个实施例中，所述凹面反射镜为N焦点凹面反射镜，用于将N个所述反射点反射回的N束探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，N个所述反射点与所述N焦点凹面反射镜之间的距离不同，N≥2 且N为整数。

在一个实施例中，所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个凹面反射镜，用于会聚所述反射点反射回的探测激光束；

一个第二反射镜，用于将所述凹面反射镜会聚的探测激光束反射至所述第一光探测器的入射面；

其中，所述第二反射镜设置于所述滤光片的出射面和所述凹面反射镜的反射面之间，所述第二反射镜的反射面朝向所述凹面反射镜的反射面和所述第一光探测器的入射面。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种便携式气体探测仪用光学组件，包括：

一个探测激光器，用于发射探测激光束；

一个滤光片，用于滤除位于所述待测气体所在区域的N个反射点反射回的探测激光束之外的杂散光；

一个第一光探测器，用于接收所述反射点反射回的探测激光束并进行探测；

一个N焦点会聚透镜或一个N焦点凹面反射镜，用于将所述N个反射点反射回的N束探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，所述探测激光器的出射面朝向所述待测气体所在区域，所述滤光片的入射面朝向所述反射点，所述N个反射点与所述N焦点会聚透镜或所述N 焦点凹面反射镜之间的距离不同；

所述第一光探测器的入射面朝向所述滤光片的出射面，所述N焦点会聚透镜设置于所述滤光片的出射面和所述第一光探测器的入射面之间；或者，所述第一光探测器设置于所述滤光片的出射面，所述N焦点凹面反射镜的反射面朝向所述第一光探测器的入射面；

N≥2且N为整数。

本实用新型实施例第一方面通过提供一种包括一个探测激光器、一个第一反射镜、一个滤光片和一个第一光探测器的便携式气体探测仪用光学组件，通过反射镜将探测激光器发射的探测激光束反射至待测气体所在区域，通过滤光片滤除位于气体所在区域的反射点反射回的探测激光束之外的杂散光，通过第一光探测器接收反射点反射回的探测激光束并进行探测，使得探测激光器发射的探测激光束与反射点反射回的探测激光束同轴，既可探测远距离处的气体，又可探测近距离处的气体，信噪比高且结构简单。

本实用新型实施例第二方面通过提供一种包括一个探测激光器、一个滤光片、一个N焦点会聚透镜或一个N焦点凹面反射镜以及一个第一光探测器的便携式气体探测仪用光学组件，通过探测激光器发射探测激光束至待测气体所在区域，通过滤光片滤除位于气体所在区域的且与N焦点会聚透镜或N焦点凹面反射镜距离不同的N个反射点反射回的探测激光束之外的杂散光，通过第一光探测器接收N各反射点反射回的探测激光束并进行探测，使得第一光探测器可探测远距离处的气体，又可探测近距离处的气体，信噪比高且结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的便携式气体探测仪用光学组件的第一种结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的便携式气体探测仪用光学组件的第二种结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的便携式气体探测仪用光学组件的第三种结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的便携式气体探测仪用光学组件的第四种结构示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的便携式气体探测仪用光学组件的第五种结构示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的便携式气体探测仪用光学组件的第六种实结构示意图；

图7是本实用新型实施例一提供的便携式气体探测仪用光学组件的第七种结构示意图；

图8是本实用新型实施例一提供的便携式气体探测仪用光学组件的第八种结构示意图；

图9是本实用新型实施例一提供的便携式气体探测仪用光学组件的第九种结构示意图；

图10是本实用新型实施例一提供的便携式气体探测仪用光学组件的第十种结构示意图；

图11是本实用新型实施例一提供的便携式气体探测仪用光学组件的第十一种结构示意图；

图12是本实用新型实施例二提供的便携式气体探测仪用光学组件的第一种结构示意图；

图13是本实用新型实施例二提供的便携式气体探测仪用光学组件的第二种结构示意图；

图14是本实用新型实施例二提供的便携式气体探测仪用光学组件的第三种结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

实施例一

如图1～图11所示，本实施例提供一种便携式气体探测仪用光学组件100，包括支架101和光学元件组，光学元件组集成设置于支架101。

在应用中，支架的具体形状构造可以根据实际需要进行设置，能够满足将光学元件组稳定地集成固定于一体的要求即可。

图1～图11中示例性的示出支架101为U型。

如图1～图11所示，本实施例提供的光学元件组包括：

一个探测激光器1，用于发射探测激光束；

一个第一反射镜2，用于将所述探测激光束反射至待测气体所在区域；

一个滤光片3，用于滤除位于所述待测气体所在区域的反射点反射回的探测激光束之外的杂散光；

一个第一光探测器4，用于接收所述反射点反射回的探测激光束并进行探测；

其中，所述第一反射镜2的反射面朝向所述探测激光器1的出射面和所述待测气体所在区域，所述第一反射镜2设置于所述滤光片3的入射面或出射面，所述滤光片3的入射面朝向所述反射点。

在应用中，探测激光器可以设置于支架的两个外侧壁中的任一侧，支架侧壁与探测激光器的出射面对应的位置由透光材料制成或者开设有可通过探测激光束的通孔；滤光片设置于支架的敞口端，第一光探测器可以设置于支架的底部内侧、敞口端与底部内侧之间或嵌入式地设置于支架的底部。反射点是位于待测气体所在区域的背景物体或任意实体物体上的点。

在应用中，第一反射镜可以是平面反射镜、全反射三棱镜、全内反射三棱镜，还可以是具备光线分束功能的平面型、三棱形或立方体型透射反射镜(分束镜)。

图1中示例性的示出探测激光器1设置于支架101的一个外侧壁，该外侧部开设有通孔，第一反射镜2为全反射三棱镜且设置于滤光片3的入射面，滤光片3设置于支架101的敞口端，第一光探测器4嵌入式地设置于支架101的底部。

图2中示例性的示出探测激光器1设置于支架101的一个外侧壁，该外侧部开设有通孔，第一反射镜2为全内反射三棱镜且设置于滤光片3的出射面，滤光片3设置于支架101的敞口端，第一光探测器4嵌入式地设置于支架101 的底部。

在一个实施例中，所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个准直透镜，设置于所述探测激光器的出射面和所述第一反射镜的反射面之间。

在应用中，准直透镜用于对探测激光器发射的探测激光束进行扩束和准直。准直透镜可以设置于支架侧壁与探测激光器的出射面之间，也可以设置于支架侧壁开设的通孔中。

图3在图1的基础上示例性的示出准直透镜5设置于探测激光器1和支架 101的通孔之间。

在一个实施例中，所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个指示激光器，用于发射与所述探测激光束平行的可见指示激光束；

其中，所述指示激光器的出射面朝向所述待测气体所在区域。

在应用中，指示激光器用于发射赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色中的单色或组合颜色的可见指示激光束至待测气体所在区域，用于进行激光指示。

在一个实施例中，所述指示激光束与所述探测激光束相互平行且距离为 10mm～20mm。

在应用中，指示激光器设置于探测激光器的出射面的对侧或同侧，指示激光器和其发射的指示激光束不在探测激光束的发射和接收光路上，不会对探测激光束造成干扰，不会影响探测激光束的接收效率。指示激光束在传输路径上偏离探测激光束，但二者之间的偏离距离较小，可以用于指示探测激光束的发射至待测气体区域的位置，当探测距离较远时，二者之间的偏离距离可以忽略不计。

图4在图3的基础上示例性的示出指示激光器6设置于支架101的另一个外侧壁，即指示激光器6设置于探测激光器1的出射面的对侧。

在一个实施例中，所述第一反射镜为透射反射镜，用于将所述探测激光器发射的探测激光束分为两束；

所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个参考气室，密封有标准气体；

一个第二光探测器，用于接收在所述参考气室内部传输的探测激光束并进行探测；

其中，所述参考气室设置于所述探测激光器的出射面的对侧，所述第二光探测器设置于所述参考气室中远离所述探测激光器的一侧，所述探测激光束被所述透射反射镜分为两束后，一束传输至所述待测气体所在区域，另一束进入所述参考气室。

在应用中，参考气室为密闭气室，其内密封有与待测气体类型相同的参考气体，参考气室靠近探测激光器的一侧由透光材料制成，透光材料可以是玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)和聚双烯丙基二甘醇碳酸酯(CR-39)等。第二光探测器可以设置于参考气室内部远离探测激光器的一侧，也可以嵌入式地设置于参考气室远离探测激光器的一侧。

图5在图3的基础上示例性的示出第一反射镜2为立方体型透射反射镜，第二光探测器8嵌入式地设置于参考气室7远离探测激光器1的一侧。

在一个实施例中，所述便携式气体探测仪用光学组件，还包括：

一个会聚透镜，用于将所述反射点反射回的探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，所述第一光探测器的入射面朝向所述滤光片的出射面，所述会聚透镜设置于所述滤光片的出射面和所述第一光探测器的入射面之间。

在应用中，会聚透镜可以为凸透镜或具备光线会聚的多个透镜的组合，只要能够满足将反射点反射回的探测激光束会聚至第一光探测器的要求即可。

图6在图2的基础上示例性的示出了设置于滤光片3的出射面和第一光探测器4的入射面之间的会聚透镜9，该会聚透镜9为凸透镜。

在应用中，由于会聚透镜的会聚作用，使得第一光探测器的入射面相对于不使用会聚透镜时可以大大减小，从而可以减小第一光探测器的体积，进而减小整个便携式气体探测仪用光学组件的体积。

在一个实施例中，所述会聚透镜为N焦点会聚透镜，用于将N个所述反射点反射回的N束探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，N个所述反射点与所述N焦点会聚透镜之间的距离不同，N≥2且N 为整数。

传统的单焦点透镜在固定透镜与光探测器的距离后，只能对一定距离范围内的反射点成像，其它距离处的反射点成像后离焦严重，探测激光束的收集效率大大减弱，从而使探测灵敏度严重降低。

在应用中，通过采用包括一个以上焦点的会聚透镜，可以将待测气体所在区域的一个以上反射点位置反射的探测激光束会聚至第一光探测器的入射面，使得第一光探测器可以对一个以上反射点位置的待测气体进行探测，这些反射点与N焦点会聚透镜之间的距离不同。N的数值可以根据实际需要设置为任意大于或等于2的整数，可以对远处和近处的反射点成像，或对远处、中等距离、近处等多处反射点成像，使得经N焦点会聚透镜聚焦后，远、中、近距离处大范围内的反射点反射的探测激光束都能被第一光探测器以较高的收集效率收集。

图7在图6的基础上示例性的示出了会聚透镜9为两焦点会聚透镜，能够将两个与会聚透镜9之间距离不同的反射点反射的探测激光束会聚至第一光探测器。

在一个实施例中，所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个凹面反射镜，用于将所述反射点反射回的探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，所述第一反射镜设置于所述滤光片的入射面，所述第一光探测器设置于所述滤光片的出射面，所述凹面反射镜的反射面朝向所述所述第一光探测器的入射面。

在应用中，便携式气体探测仪用光学组件包括凹面反射镜时，第一反射镜设置于滤光片的入射面，使得第一光探测器可以设置在滤光片的出射面，凹面反射镜设置在支架的底部内侧或嵌入式地设置于支架的底部，以最大限度的减小便携式气体探测仪用光学组件的体积。第一反射镜也可以设置于滤光片的出射面，此时，第一光探测器需要设置在第一反射镜和凹面反射镜之间。

图8在图1的基础上示例性的示出了第一光探测器4设置于滤光片3的出射面，凹面反射镜10设置于支架101的底部内侧。

在一个实施例中，所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个会聚透镜，用于进一步会聚所述凹面反射镜会聚至所述第一光探测器的入射面的探测激光束；

其中，所述会聚透镜设置于所述第一光探测器的入射面和所述凹面反射镜的反射面之间。

在应用中，可以在凹面反射镜和第一光探测器之间增设一个会聚透镜，以增强探测激光束的会聚性。

在一个实施例中，所述凹面反射镜为N焦点凹面反射镜，用于将N个所述反射点反射回的N束探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，N个所述反射点与所述N焦点凹面反射镜之间的距离不同，N≥2 且N为整数。

在应用中，通过采用包括一个以上焦点的凹面反射镜，可以将待测气体所在区域的一个以上反射点位置反射的探测激光束会聚至第一光探测器的入射面，使得第一光探测器可以对一个以上远近距离不同位置处的待测气体进行探测。N的数值可以根据实际需要设置为任意大于或等于2的整数，可以对远处和近处的反射点成像，或对远处、中等距离、近处等多处反射点成像，使得经 N焦点凹面反射镜会聚后，远、中、近距离处大范围内的反射点反射的探测激光束都能被第一光探测器以较高的收集效率收集。

图9在图8的基础上示例性的示出了凹面反射镜10为两焦点凹面反射镜，能够将两个与凹面反射镜10之间距离不同的反射点反射的探测激光束会聚至第一光探测器4。

在一个实施例中，所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个凹面反射镜，用于会聚所述反射点反射回的探测激光束；

一个第二反射镜，用于将所述凹面反射镜会聚的探测激光束反射至所述第一光探测器的入射面；

其中，所述第二反射镜设置于所述滤光片的出射面和所述凹面反射镜的反射面之间，所述第二反射镜的反射面朝向所述凹面反射镜的反射面和所述第一光探测器的入射面。

在应用中，便携式气体探测仪用光学组件包括凹面反射镜和第二反射镜时，第一反射镜设置于滤光片的入射面或出射面，第二反射镜设置于滤光片的出射面或滤光片的出射面与凹面反射镜的反射面之间，第一光探测器设置在支架的侧面内侧、侧面外侧或嵌入式地设置于支架侧面，第一光探测器可以位于探测激光器的出射面的同侧或对侧，凹面反射镜设置在支架的底部内侧或嵌入式地设置于支架的底部，以最大限度的减小便携式气体探测仪用光学组件的体积。

在应用中，第二反射镜可以是平面反射镜、全反射三棱镜或全内反射三棱镜。

图10示例性的示出了第一反射镜2设置于滤光片3的入射面，第二反射镜 11设置于滤光片3的出射面，第一光探测器4设置在支架101的另一个外侧部且位于探测激光器1的出射面的对侧，凹面反射镜10设置于支架101的底部内侧。

在一个实施例中，所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个会聚透镜，用于进一步会聚所述凹面反射镜会聚至所述第二反射镜的反射面的探测激光束；

其中，所述会聚透镜设置于所述第二反射镜的反射面和所述凹面反射镜的反射面之间。

在应用中，可以在凹面反射镜和第二反射镜之间增设一个会聚透镜，以增强探测激光束的会聚性。

在一个实施例中，所述凹面反射镜为N焦点凹面反射镜，用于将N个所述反射点反射回的N束探测激光束会聚至所述第二反射镜的反射面；

其中，N个所述反射点与所述N焦点凹面反射镜之间的距离不同，N≥2 且N为整数。

在应用中，通过采用包括一个以上焦点的凹面反射镜，可以将待测气体所在区域的一个以上反射点位置反射的探测激光束会聚至第二反射镜的反射面，并通过第二反射镜反射至第一光探测器的入射面，使得第一光探测器可以对一个以上远近距离不同位置处的待测气体进行探测。N的数值可以根据实际需要设置为任意大于或等于2的整数，可以对远处和近处的反射点成像，或对远处、中等距离、近处等多处反射点成像，使得经N焦点凹面反射镜会聚后，远、中、近距离处大范围内的反射点反射的探测激光束都能被第一光探测器以较高的收集效率收集。

图11在图10的基础上示例性的示出了凹面反射镜10为两焦点凹面反射镜，能够将两个与凹面反射镜10之间距离不同的反射点反射的探测激光束会聚至第二反射镜11。

本实施例通过提供一种包括一个探测激光器、一个第一反射镜、一个滤光片和一个第一光探测器的便携式气体探测仪用光学组件，通过反射镜将探测激光器发射的探测激光束反射至待测气体所在区域，通过滤光片滤除位于气体所在区域的反射点反射回的探测激光束之外的杂散光，通过第一光探测器接收反射点反射回的探测激光束并进行探测，使得探测激光器发射的探测激光束与反射点反射回的探测激光束同轴，既可探测远距离处的气体，又可探测近距离处的气体，信噪比高且结构简单。

实施例二

如图12～图14所示，本实施例提供一种便携式气体探测仪用光学组件100，包括支架101和光学元件组，光学元件组集成设置于支架101。

在应用中，支架的具体形状构造可以根据实际需要进行设置，能够满足将光学元件组稳定地集成固定于一体的要求即可。

图12～图14中示例性的示出支架101为U型。

如图12图14所示，本实施例提供的光学元件组包括：

一个探测激光器1，用于发射探测激光束；

一个滤光片3，用于滤除位于所述待测气体所在区域的N个反射点反射回的探测激光束之外的杂散光；

一个第一光探测器4，用于接收所述反射点反射回的探测激光束并进行探测；

一个N焦点会聚透镜9或一个N焦点凹面反射镜10，用于将所述N个反射点反射回的N束探测激光束会聚至所述第一光探测器4的入射面；

其中，所述探测激光器1的出射面朝向所述待测气体所在区域，所述滤光片3的入射面朝向所述反射点，所述N个反射点与所述N焦点会聚透镜9或所述N焦点凹面反射镜10之间的距离不同；

所述第一光探测器4的入射面朝向所述滤光片3的出射面，所述N焦点会聚透镜9设置于所述滤光片3的出射面和所述第一光探测器4的入射面之间；或者，所述第一光探测器4设置于所述滤光片3的出射面，所述N焦点凹面反射镜10的反射面朝向所述第一光探测器4的入射面；

N≥2且N为整数。

在应用中，探测激光器可以设置于支架的两个外侧壁中的任一侧，支架侧壁与探测激光器的出射面对应的位置由透光材料制成或者开设有可通过探测激光束的通孔；滤光片设置于支架的敞口端，第一光探测器可以设置于支架的底部内侧、敞口端和底部内侧之间或嵌入式地设置于支架的底部。反射点是位于待测气体所在区域的背景物体或任意实体物体上的点。

在应用中，通过采用包括一个以上焦点的会聚透镜或凹面反射镜，可以将待测气体所在区域的一个以上反射点位置反射的探测激光束会聚至第一光探测器的入射面，使得第一光探测器可以对一个以上反射点位置的待测气体进行探测，这些反射点与N焦点会聚透镜或N焦点凹面反射镜之间的距离不同。N的数值可以根据实际需要设置为任意大于或等于2的整数，可以对远处和近处的反射点成像，或对远处、中等距离、近处等多处反射点成像，使得经N焦点会聚透镜聚焦后，远、中、近距离处大范围内的反射点反射的探测激光束都能被第一光探测器以较高的收集效率收集。

图12中示例性的示出探测激光器1设置于支架101的一个外侧壁，探测激光器1的出射面朝向待测气体所在区域，滤光片3设置于支架101的敞口端，第一光探测器4嵌入式地设置于支架101的底部，第一光探测器4的入射面朝向滤光片3的出射面，N焦点会聚透镜9为两焦点会聚透镜且设置于滤光片3 的出射面和第一光探测器4的入射面之间，能够将两个与N焦点会聚透镜9之间距离不同的反射点反射的探测激光束会聚至第一光探测器4。

图13中示例性的示出探测激光器1设置于支架101的一个外侧壁，探测激光器1的出射面朝向待测气体所在区域，滤光片3设置于支架101的敞口端，第一光探测器4设置于滤光片3的出射面，N焦点凹面反射镜10为两焦点凹面反射镜且设置于支架101的底部内侧，能够将两个与N焦点凹面反射镜10之间距离不同的反射点反射的探测激光束会聚至第一光探测器4。

在一个实施例中，所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个指示激光器，用于发射可见指示激光束；

其中，所述指示激光器的出射面朝向所述待测气体所在区域。

在应用中，指示激光器用于发射赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色中的单色或组合颜色的可见指示激光束至待测气体所在区域，用于进行激光指示。

在一个实施例中，所述指示激光束与所述探测激光束相互平行且距离为 10mm～20mm。

在应用中，指示激光器设置于探测激光器的对侧或同侧，指示激光器和其发射的指示激光束不在探测激光束的发射和接收光路上，不会对探测激光束造成干扰，不会影响探测激光束的接收效率。指示激光束在传输路径上偏离探测激光束，但二者之间的偏离距离较小，可以用于指示探测激光束的发射至待测气体区域的位置，当探测距离较远时，二者之间的偏离距离可以忽略不计。

图14在图12的基础上示例性的示出指示激光器6设置于支架101的另一个外侧壁且设置于探测激光器1的对侧。

本实施例通过提供一种包括一个探测激光器、一个滤光片、一个N焦点会聚透镜或一个N焦点凹面反射镜以及一个第一光探测器的便携式气体探测仪用光学组件，通过探测激光器发射探测激光束至待测气体所在区域，通过滤光片滤除位于气体所在区域的且与第一光探测器距离不同的N个反射点反射回的探测激光束之外的杂散光，通过第一光探测器接收N各反射点反射回的探测激光束并进行探测，使得第一光探测器可探测远距离处的气体，又可探测近距离处的气体，信噪比高且结构简单。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式气体探测仪用光学组件，其特征在于，包括：

一个探测激光器，用于发射探测激光束；

一个第一反射镜，用于将所述探测激光束反射至待测气体所在区域；

一个滤光片，用于滤除位于所述待测气体所在区域的反射点反射回的探测激光束之外的杂散光；

一个第一光探测器，用于接收所述反射点反射回的探测激光束并进行探测；

其中，所述第一反射镜的反射面朝向所述探测激光器的出射面和所述待测气体所在区域，所述第一反射镜设置于所述滤光片的入射面或出射面，所述滤光片的入射面朝向所述反射点。

2.如权利要求1所述的便携式气体探测仪用光学组件，其特征在于，所述第一反射镜设置于所述滤光片的入射面，所述第一反射镜为全反射三棱镜；

或者，所述第一反射镜设置于所述滤光片的出射面，所述第一反射镜为全内反射三棱镜。

3.如权利要求1所述的便携式气体探测仪用光学组件，其特征在于，还包括：

一个指示激光器，用于发射与所述探测激光束平行的可见指示激光束；

其中，所述指示激光器的出射面朝向所述待测气体所在区域。

4.如权利要求1所述的便携式气体探测仪用光学组件，其特征在于，所述第一反射镜为透射反射镜，用于将所述探测激光器发射的探测激光束分为两束；

所述便携式气体探测仪用光学组件还包括：

一个参考气室，密封有标准气体；

一个第二光探测器，用于接收在所述参考气室内部传输的探测激光束并进行探测；

其中，所述参考气室设置于所述探测激光器的出射面的对侧，所述第二光探测器设置于所述参考气室中远离所述探测激光器的一侧，所述探测激光束被所述透射反射镜分为两束后，一束传输至所述待测气体所在区域，另一束进入所述参考气室。

5.如权利要求1～4任一项所述的便携式气体探测仪用光学组件，其特征在于，还包括：

一个会聚透镜，用于将所述反射点反射回的探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，所述第一光探测器的入射面朝向所述滤光片的出射面，所述会聚透镜设置于所述滤光片的出射面和所述第一光探测器的入射面之间。

6.如权利要求5所述的便携式气体探测仪用光学组件，其特征在于，所述会聚透镜为N焦点会聚透镜，用于将N个所述反射点反射回的N束探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，N个所述反射点与所述N焦点会聚透镜之间的距离不同，N≥2且N为整数。

7.如权利要求1～4任一项所述的便携式气体探测仪用光学组件，其特征在于，还包括：

一个凹面反射镜，用于将所述反射点反射回的探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，所述第一反射镜设置于所述滤光片的入射面，所述第一光探测器设置于所述滤光片的出射面，所述凹面反射镜的反射面朝向所述第一光探测器的入射面。

8.如权利要求7所述的便携式气体探测仪用光学组件，其特征在于，所述凹面反射镜为N焦点凹面反射镜，用于将N个所述反射点反射回的N束探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，N个所述反射点与所述N焦点凹面反射镜之间的距离不同，N≥2且N为整数。

9.如权利要求1～4任一项所述的便携式气体探测仪用光学组件，其特征在于，还包括：

一个凹面反射镜，用于会聚所述反射点反射回的探测激光束；

一个第二反射镜，用于将所述凹面反射镜会聚的探测激光束反射至所述第一光探测器的入射面；

其中，所述第二反射镜设置于所述滤光片的出射面和所述凹面反射镜的反射面之间，所述第二反射镜的反射面朝向所述凹面反射镜的反射面和所述第一光探测器的入射面。

10.一种便携式气体探测仪用光学组件，其特征在于，包括：

一个探测激光器，用于发射探测激光束；

一个滤光片，用于滤除位于所述待测气体所在区域的N个反射点反射回的探测激光束之外的杂散光；

一个第一光探测器，用于接收所述反射点反射回的探测激光束并进行探测；

一个N焦点会聚透镜或一个N焦点凹面反射镜，用于将所述N个反射点反射回的N束探测激光束会聚至所述第一光探测器的入射面；

其中，所述探测激光器的出射面朝向所述待测气体所在区域，所述滤光片的入射面朝向所述反射点，所述N个反射点与所述N焦点会聚透镜或所述N焦点凹面反射镜之间的距离不同；

所述第一光探测器的入射面朝向所述滤光片的出射面，所述N焦点会聚透镜设置于所述滤光片的出射面和所述第一光探测器的入射面之间；或者，所述第一光探测器设置于所述滤光片的出射面，所述N焦点凹面反射镜的反射面朝向所述第一光探测器的入射面；

N≥2且N为整数。

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