CN211652523U - 一种非成像光学传感器及气体探测装置 - Google Patents

Abstract

本申请适用于气体探测技术领域，提供一种非成像光学传感器及气体探测装置。本申请实施例通过使光源发出的光信号经光纤阵列的圆周光纤传输至色散准直聚焦透镜，经色散准直聚焦透镜准直后在气室内的待测气体中传输，再经回溯反射镜反射回气室内，并再次在待测气体中传输，得到带有待测气体的吸收光谱信息的光信号，使得带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中特定波长的光信号经色散准直聚焦透镜聚焦至圆周光纤，带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中非特定波长的光信号经色散准直聚焦透镜离焦至光纤阵列的中心光纤、从中心光纤输出，可以获得除特定波长的光信号之外的其他非特定波长的光信号，以满足宽光谱探测装置的需要，应用广泛且成本低。

Description

一种非成像光学传感器及气体探测装置

技术领域

本申请属于气体探测技术领域，尤其涉及一种非成像光学传感器及气体探测装置。

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。现有的气体探测器通常采用成像光学系统，成像光学系统使用的准直和聚焦透镜由于材料的色散具有色差，只能够实现对特定波长的光信号的良好成像，其他波长的光信号经过成像光学系统会发生离焦，产生较大的耦合损耗，应用范围受限。在成像光学系统中采用消色差透镜虽然可以解决离焦问题，但是会增加成本。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种非成像光学传感器及气体探测装置，以解决现有气体探测器通常采用成像光学系统，只能够实现对特定波长的光信号的良好成像，其他波长的光信号经过成像光学系统会发生离焦，产生较大的耦合损耗，应用范围较小，在成像光学系统中采用消色差透镜虽然可以解决离焦问题，但是会增加成本的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种非成像光学传感器，其包括：

一个封装有待测气体的气室；

光纤阵列，包括中心光纤以及围绕中心光纤的圆周排布的若干圆周光纤，所述圆周光纤的远端连接光源；

一个色散准直聚焦透镜，设置于所述气室的一侧，所述色散准直聚焦透镜具有第一焦平面和第二焦平面，所述第一焦平面位于所述光纤阵列的近端；

一个回溯反射镜，设置于所述气室；

所述光源发出的光信号经所述圆周光纤传输至所述色散准直聚焦透镜，经所述色散准直聚焦透镜准直后在所述气室内的待测气体中传输，再经所述回溯反射镜反射回所述气室内，并再次在待测气体中传输，得到带有待测气体的吸收光谱信息的光信号，所述带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中特定波长的光信号经所述色散准直聚焦透镜聚焦至所述圆周光纤，所述带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中非特定波长的光信号经所述色散准直聚焦透镜离焦至所述中心光纤、从所述中心光纤输出。

在一个实施例中，所述回溯反射镜为凹面反射镜或平凸反射镜，所述回溯反射镜设置于所述气室的另一侧且所述回溯反射镜的反射面朝向所述色散准直聚焦透镜。

在一个实施例中，所述色散准直聚焦透镜与所述回溯反射镜之间的距离为 f1+L2±误差；

其中，f1为所述色散准直聚焦透镜的焦距，所述焦距等于所述色散准直聚焦透镜到所述第二焦平面的距离，L2为所述回溯反射镜的回溯距离，所述回溯距离等于所述回溯反射镜到所述第二焦平面的距离；

所述回溯反射镜为凹面反射镜时，所述回溯距离等于所述凹面反射镜的曲率半径R；

所述回溯反射镜为平凸反射镜时，所述回溯距离等于所述平凸反射镜的焦距f2。

在一个实施例中，所述非成像光学传感器还包括次反射镜，所述次反射镜设置于所述气室的另一侧且所述次反射镜的反射面朝向所述色散准直聚焦透镜；

所述回溯反射镜的中心开设有通孔，所述回溯反射镜和所述色散准直聚焦透镜设置于所述气室的同一侧且所述回溯反射镜的反射面朝向所述次反射镜的反射面。

在一个实施例中，所述回溯反射镜为凹面反射镜或平凸反射镜，所述次反射镜为平面反射镜。

在一个实施例中，所述色散准直聚焦透镜与所述次反射镜之间的距离为 f1+L2±误差；

其中，f1为所述色散准直聚焦透镜的焦距，所述焦距等于所述色散准直聚焦透镜到所述第二焦平面的距离，L2为所述次反射镜到所述第二焦平面的距离，所述回溯反射镜的回溯距离等于f1+2L2；

所述回溯反射镜为凹面反射镜时，所述回溯距离等于所述凹面反射镜的曲率半径R；

所述回溯反射镜为平凸反射镜时，所述回溯距离等于所述平凸反射镜的焦距f2。

在一个实施例中，所述误差＝(f1+L2)*A；

其中，A的取值范围为-10％～+10％。

在一个实施例中，所述特定波长的光信号为中紫外光信号、波长小于深紫外光信号的光信号或波长大于浅紫外光信号的光信号。

在一个实施例中，从所述中心光纤输出的非特定波长的光信号的光强度与所述圆周光纤的数量成正比。

本申请实施例的第二方面提供了一种气体探测装置，其包括如本申请实施例的第一方面所述的非成像光学传感器、与所述圆周光纤的远端连接的光源以及与所述中心光纤的远端连接的光探测器或光谱仪。

本申请实施例的第一方面通过提供一种非成像光学传感器，使光源发出的光信号经光纤阵列的圆周光纤传输至色散准直聚焦透镜，经色散准直聚焦透镜准直后在气室内的待测气体中传输，再经回溯反射镜反射回气室内，并再次在待测气体中传输，得到带有待测气体的吸收光谱信息的光信号，使得带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中特定波长的光信号经色散准直聚焦透镜聚焦至圆周光纤，带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中非特定波长的光信号经色散准直聚焦透镜离焦至光纤阵列的中心光纤、从中心光纤输出，可以获得除特定波长的光信号之外的其他非特定波长的光信号，以满足宽光谱探测装置的需要，应用广泛且成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请的一个范例提供的一种气体探测器的结构示意图；

图2是本申请的一个范例提供的最优波长位于中紫外光信号的波长位置的本底光谱图；

图3是本申请的一个范例提供的最优波长位于深紫外光信号的波长位置的本底光谱图；

图4是本申请的一个范例提供的最优波长位于浅紫外光信号的波长位置的本底光谱图；

图5是本申请实施例提供的非成像光学传感器第一种结构示意图；

图6是本申请实施例提供的非成像光学传感器第二种结构示意图；

图7是本申请实施例提供的光纤阵列的横截面示意图；

图8是本申请实施例提供的非成像光学传感器第三种结构示意图；

图9是本申请实施例提供的非成像光学传感器第四种结构示意图；

图10是本申请实施例提供的最优波长位于中紫外光信号的波长位置的本底光谱图；

图11是本申请实施例提供的最优波长位于小于深紫外光信号的波长位置的本底光谱图；

图12是本申请实施例提供的最优波长位于大于浅紫外光信号的波长位置的本底光谱图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

本申请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。

如图1所示，本申请的一个范例提供一种气体探测器，其包括封装有待测气体的气室101以及依次设置于气室101的第一光纤102、第一准直透镜103、第二准直透镜104和第二光纤105；

光源发出的光信号经由第一光纤102输入，经第一准直透镜103准直后在气室101内的待测气体中传输，再经第二准直透镜104准直后从第二光纤105 输出带有待测气体的吸收光谱信息的光信号。

在应用中，带有待测气体的吸收光谱信息的光信号可用于获取待测气体的浓度和成分信息。图1所示的气体探测器所采用的光学系统，可以看作是从第一光纤的端面到第二光纤的端面的成像光学系统。

在应用中，对于光源发出的光信号，由于第一准直透镜和第二准直透镜存在固有色散，对于不同波长的光信号具有不同的焦距，在成像光学系统结构固定不变的情况下，只有一个波长(最优波长或特定波长)的光信号具有从第一光纤的端面到第二光纤的端面的良好成像，可以得到最高的耦合效率从第二光纤输出，而其他波长的光信号由于成像光学系统的离焦问题，会产生较大的耦合损耗。

基于图1所示的气体探测器的结构，图2中示例性的示出了最优波长位于中紫外光信号的波长位置的本底光谱图。

基于图1所示的气体探测器的结构，图3中示例性的示出了最优波长位于深紫外光信号的波长位置的本底光谱图。

基于图1所示的气体探测器的结构，图4中示例性的示出了最优波长位于浅紫外光信号的波长位置的本底光谱图。

图2～图4中横轴坐标表示波长，纵轴坐标表示归一化耦合效率。

在应用中，最优波长的光信号可以为中紫外光信号、深紫外光信号和浅紫外光信号中的一种，最优波长位于中紫外光信号、深紫外光信号和浅紫外光信号中的任一个光信号的波长位置，都会导致成像光学系统无法兼顾其他两种光信号，从而无法满足需要兼顾深紫外光信号和浅紫外光信号的光谱探测装置的需要，而这两个光信号的光谱区域，是紫外光谱技术必须用到的谱段。

如图5或图6所示，本申请的一个实施例提供一种非成像光学传感器，其包括：

一个封装有待测气体的气室1；

光纤阵列2，包括中心光纤21以及围绕中心光纤21的圆周排布的若干圆周光纤22，所述圆周光纤22的远端连接光源；

一个色散准直聚焦透镜3，设置于所述气室1的一侧，所述色散准直聚焦透镜3具有第一焦平面31和第二焦平面32，所述第一焦平面31位于所述光纤阵列2的近端；

一个回溯反射镜4，设置于所述气室1；

所述光源发出的光信号经所述圆周光纤22传输至所述色散准直聚焦透镜 3，经所述色散准直聚焦透镜3准直后在所述气室1内的待测气体中传输，再经所述回溯反射镜4反射回所述气室1内，并再次在待测气体中传输，得到带有待测气体的吸收光谱信息的光信号，所述带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中特定波长的光信号经所述色散准直聚焦透镜3聚焦至所述圆周光纤22，所述带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中非特定波长的光信号经所述色散准直聚焦透镜3离焦至所述中心光纤21、从所述中心光纤21输出。

在应用中，气室可以包括一个内部封装有待测气体的中空壳体，光纤阵列、色散准直聚焦透镜和回溯反射镜都可固定设置于气室，也可以仅将色散准直聚焦透镜和回溯反射镜固定设置于气室，光纤阵列的近端通过一个外设支架或其他固定方式固定设置于色散准直聚焦透镜的第一焦平面位置。光纤阵列、色散准直聚焦透镜和回溯反射镜都固定设置于气室时，光纤阵列的近端可以嵌入式的固定设置于气室的中空壳体的一侧，色散准直聚焦透镜可以通过一个内设支架固定设置于中空壳体内，回溯反射镜可以通过一个内设支架固定设置于中空壳体内、也可以嵌入式的固定设置于气室的中空壳体的另一侧。仅将和回溯反射镜固定设置于气室时，色散准直聚焦透镜可以通过一个内设支架固定设置于中空壳体内、也可以嵌入式的固定设置于气室的中空壳体的一侧，回溯反射镜可以通过一个内设支架固定设置于中空壳体内、也可以嵌入式的固定设置于气室的中空壳体的另一侧。中心光纤的纵向中轴线、色散准直聚焦透镜的主光轴和回溯反射镜的主光轴重合。图5和图6中示例性的示出光纤阵列2、色散准直聚焦透镜3和回溯反射镜4都固定设置于气室1时非成像光学传感器的结构示意图；其中，光纤阵列2的近端嵌入式的固定设置于气室1的中空壳体的一侧，色散准直聚焦透镜3和回溯反射镜4都通过一个内设支架(图中未示出) 固定设置于中空壳体内。

在应用中，光纤阵列所包括的中心光纤的数量和圆周光纤的数量可以根据实际需要进行设置。中心光纤的数量可以不止一个。中心光纤和圆周光纤为多模或单模光纤。

图7中示例性的示出光纤阵列2的横截面示意图，其中，光纤阵列2包括一根中心光纤21和6根圆周光纤22。

在一个实施例中，所述回溯反射镜为凹面反射镜或平凸反射镜，所述回溯反射镜设置于所述气室的另一侧且所述回溯反射镜的反射面朝向所述色散准直聚焦透镜。

在应用中，回溯反射镜可以为凹面反射镜，也可以为平凸反射镜，可以根据实际需要进行设置。

图5中示例性的示出了回溯反射镜4为平凸反射镜时非成像光学传感器的结构示意图。

图6中示例性的示出了回溯反射镜4为凹面反射镜时非成像光学传感器的结构示意图。

基于图5或图6所示的非成像光学传感器的结构，在一个实施例中，所述色散准直聚焦透镜3与所述回溯反射镜4之间的距离为f1+L2±误差；

其中，f1为所述色散准直聚焦透镜3的焦距，所述焦距等于所述色散准直聚焦透镜3到所述第二焦平面32的距离，L2为所述回溯反射镜4的回溯距离，所述回溯距离等于所述回溯反射镜4到所述第二焦平面32的距离；

所述回溯反射镜4为凹面反射镜时，所述回溯距离等于所述凹面反射镜的曲率半径R；

所述回溯反射镜4为平凸反射镜时，所述回溯距离等于所述平凸反射镜的焦距f2。

在一个实施例中，所述误差＝(f1+L2)*A；

其中，A的取值范围为-10％～+10％。

在应用中，基于图5或图6所示的非成像光学传感器的结构，色散准直聚焦透与回溯反射镜之间的距离的设计值为f1+L2，允许存在±10％之内的误差。

图5和图6中示例性的示出了色散准直聚焦透镜3与回溯反射镜4之间的距离为f1+L2时非成像光学传感器的结构示意图。

如图8或图9所示，在一个实施例中，在所述气室1、所述光纤阵列2和所述色散准直聚焦透镜3的相对位置关系固定不变的情况下，所述非成像光学传感器还包括次反射镜5，所述次反射镜5设置于所述气室1的另一侧且所述次反射镜5的反射面朝向所述色散准直聚焦透镜3；

所述回溯反射镜4的中心开设有通孔(图中未示出)，所述回溯反射镜4 和所述色散准直聚焦透镜3设置于所述气室1的同一侧且所述回溯反射镜4的反射面朝向所述次反射镜5的反射面；

所述光源发出的光信号经所述圆周光纤22传输至所述色散准直聚焦透镜 3，经所述色散准直聚焦透镜3准直后在所述气室1内的待测气体中第一次传输，再经所述次反射镜5反射回所述气室1内，在待测气体中第二次传输，又经所述回溯反射镜4反射回所述气室1内，在待测气体中第三次传输，最后经所述次反射镜5反射回所述气室1内，在待测气体中第四次传输，得到带有待测气体的吸收光谱信息的光信号，从回溯反射镜4中心的通孔输出至所述色散准直聚焦透镜3，所述带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中特定波长的光信号经所述色散准直聚焦透镜3聚焦至所述圆周光纤22，所述带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中非特定波长的光信号经所述色散准直聚焦透镜3离焦至所述中心光纤21、从所述中心光纤21输出。

在应用中，回溯反射镜可以通过一个内设支架固定设置于中空壳体内，次反射镜可以通过一个内设支架固定设置于中空壳体内、也可以嵌入式的固定设置于气室的中空壳体的另一侧。

在一个实施例中，所述回溯反射镜为凹面反射镜或平凸反射镜，所述次反射镜为平面反射镜。

在应用中，回溯反射镜可以为凹面反射镜，也可以为平凸反射镜，可以根据实际需要进行设置。

图8中示例性的示出了回溯反射镜4为平凸反射镜且次反射镜5为平面反射镜时非成像光学传感器的结构示意图。

图9中示例性的示出了回溯反射镜4为凹面反射镜且次反射镜5为平面反射镜时非成像光学传感器的结构示意图。

基于图8或图9所示的非成像光学传感器的结构，在一个实施例中，所述色散准直聚焦透镜3与所述次反射镜5之间的距离为f1+L2±误差；

其中，f1为所述色散准直聚焦透镜3的焦距，所述焦距等于所述色散准直聚焦透镜3到所述第二焦平面32的距离，L2为所述次反射镜5到所述第二焦平面32的距离，所述回溯反射镜4的回溯距离等于f1+2L2；

所述回溯反射镜4为凹面反射镜时，所述回溯距离等于所述凹面反射镜的曲率半径R；

所述回溯反射镜4为平凸反射镜时，所述回溯距离等于所述平凸反射镜的焦距f2。

在一个实施例中，所述误差＝(f1+L2)*A；

其中，A的取值范围为-10％～+10％。

在应用中，基于图8或图9所示的非成像光学传感器的结构，色散准直聚焦透与次反射镜之间的距离的设计值为f1+L2，允许存在±10％之内的误差。

图8和图9中示例性的示出了色散准直聚焦透镜3与次反射镜5之间的距离为f1+L2时非成像光学传感器的结构示意图。

在应用中，假设色散准直聚焦透镜无色散，则从每根圆周光纤输入的光信号，经非成像光学传感器传输之后将原路返回至输入该光信号的那根圆周光纤，不能到达中心光纤，中心光纤没有光信号输出。然而，实际情况是，本申请实施例中的色散准直聚焦透镜具有较强的色散，使得色散准直聚焦透镜的第一焦平面仅对于某个特定波长的光信号是准确的焦平面，而对于其它波长的光信号是离焦的。因此，光信号从圆周光纤输入，经回溯反射镜或次反射镜反射返回圆周光纤时，除特定波长的光信号外，其余波长的光信号的光斑有较强的离散，部分光信号将泄漏到中心光纤，使得中心光纤有光信号输出，且中心光纤输出的光信号为非特定波长的光信号。理论上从每根圆周光纤泄漏至中心光纤中的非特定波长的光信号的光强度相等。

在一个实施例中，从所述中心光纤输出的非特定波长的光信号的光强度与所述圆周光纤的数量成正比。

在应用中，特定波长的光信号可以为紫外光信号或红外光信号，具体可以为中紫外光信号或中红外光信号。

在一个实施例中，所述特定波长的光信号为中紫外光信号、波长小于深紫外光信号的光信号或波长大于浅紫外光信号的光信号。

基于图5、图6、图8或图9所示的非成像光学传感器的结构，图10中示例性的示出了最优波长位于中紫外光信号的波长位置的本底光谱图。

基于图5、图6、图8或图9所示的非成像光学传感器的结构，图11中示例性的示出了最优波长位于小于深紫外光信号的波长位置的本底光谱图。

基于图5、图6、图8或图9所示的非成像光学传感器的结构，图12中示例性的示出了最优波长位于大于浅紫外光信号的波长位置的本底光谱图。

图10～图12中横轴坐标表示波长，纵轴坐标表示归一化耦合效率。

本申请的另一个实施例还提供一种气体探测装置，包括上述的非成像光学传感器、光源以及与所述中心光纤的远端连接的光探测器或光谱仪。

在应用中，光源可以根据实际需要选择任意能够发出光信号的灯具，例如，氙灯或氘灯等。

图5或图6所对应的实施例通过提供一种应用于气体探测装置的非成像光学传感器，使光源发出的光信号经光纤阵列的圆周光纤传输至色散准直聚焦透镜，经色散准直聚焦透镜准直后在气室内的待测气体中传输，再经回溯反射镜反射回气室内，并再次在待测气体中传输，得到带有待测气体的吸收光谱信息的光信号，使得带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中特定波长的光信号经色散准直聚焦透镜聚焦至圆周光纤，带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中非特定波长的光信号经色散准直聚焦透镜离焦至光纤阵列的中心光纤、从中心光纤输出，可以获得除特定波长的光信号之外的其他非特定波长的光信号，以满足宽光谱探测的需要。

图8或图9所对应的实施例通过在非成像光学传感器中额外增设一个次反射镜，使光源发出的光信号经光纤阵列的圆周光纤传输至色散准直聚焦透镜，经色散准直聚焦透镜准直后在气室内的待测气体中第一次传输，再经次反射镜反射回气室内，在待测气体中第二次传输，又经回溯反射镜反射回气室内，在待测气体中第三次传输，最后经次反射镜反射回气室内，在待测气体中第四次传输，得到带有待测气体的吸收光谱信息的光信号，从回溯反射镜中心的通孔输出至色散准直聚焦透镜，带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中特定波长的光信号经色散准直聚焦透镜聚焦至圆周光纤，带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中非特定波长的光信号经色散准直聚焦透镜离焦至中心光纤、从中心光纤输出，不仅可以获得除特定波长的光信号之外的其他非特定波长的光信号，以满足宽光谱探测的需要，还可以使光源发出的光信号在待测气体中多次传输，能够在不增加传感器体积的情况下，有效增加光程，从而提高气体探测的精度，获得更为准确的待测气体的浓度和成分信息。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非成像光学传感器，其特征在于，包括：

一个封装有待测气体的气室；

光纤阵列，包括中心光纤以及围绕中心光纤的圆周排布的若干圆周光纤，所述圆周光纤的远端连接光源；

一个色散准直聚焦透镜，设置于所述气室的一侧，所述色散准直聚焦透镜具有第一焦平面和第二焦平面，所述第一焦平面位于所述光纤阵列的近端；

一个回溯反射镜，设置于所述气室；

所述光源发出的光信号经所述圆周光纤传输至所述色散准直聚焦透镜，经所述色散准直聚焦透镜准直后在所述气室内的待测气体中传输，再经所述回溯反射镜反射回所述气室内，并再次在待测气体中传输，得到带有待测气体的吸收光谱信息的光信号，所述带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中特定波长的光信号经所述色散准直聚焦透镜聚焦至所述圆周光纤，所述带有待测气体的吸收光谱信息的光信号中非特定波长的光信号经所述色散准直聚焦透镜离焦至所述中心光纤、从所述中心光纤输出。

2.如权利要求1所述的非成像光学传感器，其特征在于，所述回溯反射镜为凹面反射镜或平凸反射镜，所述回溯反射镜设置于所述气室的另一侧且所述回溯反射镜的反射面朝向所述色散准直聚焦透镜。

3.如权利要求2所述的非成像光学传感器，其特征在于，所述色散准直聚焦透镜与所述回溯反射镜之间的距离为f1+L2±误差；

其中，f1为所述色散准直聚焦透镜的焦距，所述焦距等于所述色散准直聚焦透镜到所述第二焦平面的距离，L2为所述回溯反射镜的回溯距离，所述回溯距离等于所述回溯反射镜到所述第二焦平面的距离；

所述回溯反射镜为凹面反射镜时，所述回溯距离等于所述凹面反射镜的曲率半径R；

所述回溯反射镜为平凸反射镜时，所述回溯距离等于所述平凸反射镜的焦距f2。

4.如权利要求1所述的非成像光学传感器，其特征在于，所述非成像光学传感器还包括次反射镜，所述次反射镜设置于所述气室的另一侧且所述次反射镜的反射面朝向所述色散准直聚焦透镜；

所述回溯反射镜的中心开设有通孔，所述回溯反射镜和所述色散准直聚焦透镜设置于所述气室的同一侧且所述回溯反射镜的反射面朝向所述次反射镜的反射面。

5.如权利要求4所述的非成像光学传感器，其特征在于，所述回溯反射镜为凹面反射镜或平凸反射镜，所述次反射镜为平面反射镜。

6.如权利要求5所述的非成像光学传感器，其特征在于，所述色散准直聚焦透镜与所述次反射镜之间的距离为f1+L2±误差；

其中，f1为所述色散准直聚焦透镜的焦距，所述焦距等于所述色散准直聚焦透镜到所述第二焦平面的距离，L2为所述次反射镜到所述第二焦平面的距离，所述回溯反射镜的回溯距离等于f1+2L2；

所述回溯反射镜为凹面反射镜时，所述回溯距离等于所述凹面反射镜的曲率半径R；

所述回溯反射镜为平凸反射镜时，所述回溯距离等于所述平凸反射镜的焦距f2。

7.如权利要求3或6所述的非成像光学传感器，其特征在于，所述误差＝(f1+L2)*A；

其中，A的取值范围为-10％～+10％。

8.如权利要求1～6任一项所述的非成像光学传感器，其特征在于，所述特定波长的光信号为中紫外光信号、波长小于深紫外光信号的光信号或波长大于浅紫外光信号的光信号。

9.如权利要求1～6任一项所述的非成像光学传感器，其特征在于，从所述中心光纤输出的非特定波长的光信号的光强度与所述圆周光纤的数量成正比。

10.一种气体探测装置，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的非成像光学传感器、与所述圆周光纤的远端连接的光源以及与所述中心光纤的远端连接的光探测器或光谱仪。

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