CN212008293U - 一种超长光程气体测量室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超长光程气体测量室，包括腔体、第一连接体、入射模块、出射模块、第二连接体、反射镜组件和调整机构；腔体两端分别密封安装第一连接体和第二连接体，入射模块和出射模块并列设置于第一连接体内，反射镜组件安装于调整机构，反射镜组件和调整机构设置于第二连接体内；入射模块包括入射凸透镜和光源，出射模块包括出射凸透镜和光纤接口，光源经过入射凸透镜聚焦后穿过腔体到达反射镜组件的反射镜，调整机构调节反射镜的角度，使反射光线经出射凸透镜聚焦后射入光纤接口。本实用新型具有的优点包括反射镜调节角度大，调整方便、节省时间，温度适用范围宽，结构稳定度高。

Description

一种超长光程气体测量室

技术领域

本实用新型属于气体检测仪器领域，具体涉及一种超长光程气体测量室。

背景技术

在烟气连续监测系统中，采样探头从工程管道中采集待测气体，待测气体经过伴热采样管后进入气体测量室，从入射模块发出的光通入气体测量室内被待测气体充分吸收后，由光谱仪接收，根据光谱仪采集得到的数据对待测气体进行分析。

日益严苛环保指标对气体污染物检测的精度提出了更高的要求。目前，只有具备监测种低于PPM量级乃至于PPd量级的低浓度物质的超长光程气体测量室才能满足这一精度要求。通常，增加气体测量室内的光程能有效提高测量精度，而传统的长光程气体室则设计成方方正正的气体室，采用多回合光路传输的方式。这种气体室，一是加工成本高，体积大；二是调节角度偏小且调节过程较复杂；三是整体盖式密封腔体的设计，采用长密封条整圈密封，在高温等复杂的环境中使用难以长时间保持弹性而脆化。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种超长光程气体测量室。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种超长光程气体测量室，其特征在于，包括：腔体、第一连接体、入射模块、出射模块、第二连接体、反射镜组件和调整机构；其中，腔体为的密闭气室，腔体两端分别密封安装第一连接体和第二连接体，第一连接体和第二连接体分别设有气体进口和气体出口，第一连接体、腔体和第二连接体连通；入射模块和出射模块并列设置于第一连接体内，反射镜组件安装于调整机构，反射镜组件和调整机构设置于第二连接体内；入射模块包括入射凸透镜和光源，出射模块包括出射凸透镜和光纤接口，光源经过入射凸透镜聚焦后穿过腔体到达反射镜组件的反射镜，调整机构调节反射镜的角度，使反射光线经出射凸透镜聚焦后射入光纤接口。

优选地，反射镜组件包括：反射镜、前端固定片和后端板；前端固定片和后端板之间通过弹性连接体连接，反射镜固定于前端固定片；后端板具有两盲端调节螺孔和两盲端调节光孔，反射镜组件通过盲端调节螺孔安装于调整机构。

优选地，调整机构包括：调节座、调节螺钉和紧定螺钉；调节座具有两圆通孔、两螺纹通孔，两圆通孔对称分布在调节座水平对称轴的上下两侧，两螺纹通孔堆成分布在调节座竖直对称轴的左右两侧；并且，调节座圆通孔与后端板的盲端调节螺孔对应，调节螺钉穿过调节座的圆通孔后旋进后端板的盲端调节螺孔内；调节座螺纹通孔与后端板的盲端调节光孔对应，紧定螺钉穿过调节座的螺纹通孔后抵住后端板的盲端调节光孔；两个调节螺钉旋进旋出，同时配合两个紧定螺钉旋进旋出抵住反射镜组件的后端板，实现反射镜组件的左右角度调节。

优选地，反射镜组件的后端板还具有两圆通孔，前端固定片还具有一螺纹通孔；调整机构的调节座还具有一圆通孔和一螺纹通孔，布置于调节座水平对称轴的上侧；调节座的圆通孔和螺纹通孔与后端板的两圆通孔对应，调节螺钉穿过调节座圆通孔、后端板圆通孔后旋进前端固定片的螺纹通孔；紧定螺钉穿过调节座螺纹通孔、后端板圆通孔后抵住前端固定片；调节螺钉旋进旋出，同时配合紧定螺钉旋进旋出抵住前端固定片，实现反射镜组件的上下角度调节。

优选地，还包括密封盖，螺纹盖合于第二连接体的端部，其盖合处设置有密封圈。

优选地，入射凸透镜和出射凸透镜两侧分别设置密封圈。

优选地，入射凸透镜和出射凸透镜分别通过透镜压圈安装于第一连接体的槽位。

优选地，前端固定片和后端板之间的弹性连接体具有内凹的弧形侧面，弹性连接体的材质为氟橡胶。

优选地，腔体为圆管结构，长度直径比为8:1～10:1。

优选地，腔体上开设有透明观察窗。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：

1、反射镜调节角度大

由于调节固定座上的调节螺钉和紧定螺钉相互配合，对反射镜进行端面调节，通过螺钉的调节，使反射镜固定座与调节固定座之间的距离发生改变，使反射镜固定座相对固定的反射镜的轴线左右方向发生改变，进而使入射模块发射的光线相对于连接体的轴线的左右夹角发生变化；多次连续调节设置在调节固定座与反射镜固定座之间的调节螺钉和紧定螺钉，使从一个光纤接口进入气体测量室的光被反射镜反射后能够进入另一个光纤接口。

调节螺钉穿过反射镜座上的后端圆孔旋进或旋出反射镜座前端固定片上，调节架螺钉的旋进旋出使反射镜前端固定片相对整个反射镜座上下方向发生角度变化；紧定螺钉旋进反射镜座后端抵住反射镜座前端固定片，使其上下角度达到要求后固定位置；设置反射镜座后端圆孔内径，即可方便地实现调节要求，调节幅度大。

2、调整方便、节省时间

通过旋进或旋出调节螺钉和紧定螺钉，实现反射镜轴线方向的改变；多个调节螺钉和紧定螺钉的组合调节，能够实现反射镜的连续多维大角度调节；调节简便，一般调节时间在2～3分钟，节省了时间。同时对于调节螺钉和紧定螺钉以反射镜为圆心，呈同心左右上下均匀排列的情况，调节更加方便快捷。

3、温度适用范围宽

由于先将连接体与腔体之间焊接，使连接体与腔体之间的相对位置是固定的，且入射模块、出射模块都直接设置在连接体内，仅需通过调节螺钉和紧定螺钉实现反射镜固定座的角度调节，进而实现反射镜轴线多维大角度的调节；此种调节方式避免了打开密封盖使密封圈暴露在不同温差的环境下，加之本身耐热性低的缺点，从而使温度适应范围加宽。

4、结构稳定度高

采用调节螺钉和紧定螺钉对反射镜座进行调节的同时，对调节固定座与连接体之间的相对位置进行固定，以满足在气体测量室的光路状态是稳定的，稳定度高。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种超长光程气体测量室结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种超长光程气体测量室的剖面图；

图3是本实用新型实施例的一种超长光程气体测量室的结构爆炸图；

图4是本实用新型实施例的一种超长光程气体测量室的调节座的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。

本实施例的一种超长光程气体测量室，如图1和图2所示，包括腔体900、第一连接体100、入射模块110、出射模块120、第二连接体200、反射镜组件210和调整机构220。其中，腔体900为圆管结构的密闭气室，长度直径比为8:1～10:1，其上开设有透明观察窗。腔体两端分别密封安装第一连接体100和第二连接体200，第一连接体和第二连接体分别焊接有气体进口101和气体出口201，第一连接体100、腔体900和第二连接体200连通。入射模块110和出射模块120并列设置于第一连接体内，反射镜组件210安装于调整机构220，反射镜组件和调整机构设置于第二连接体内200。入射模块110包括入射凸透镜111和光源112，出射模块120包括出射凸透镜121和光纤接口122。第二连接体200的端部安装有密封盖230，其盖合处设置有螺纹口和密封圈231，用于对第二连接体内的反射镜组件210和调整机构220进行可拆卸密封。此外，入射凸透镜111和出射凸透镜121两侧分别设置密封圈113和123，透镜压圈114和124将入射凸透镜和出射凸透镜分别安装于第一连接体100的槽位中。

如图3所示，反射镜组件210包括反射镜211、前端固定片212和后端板213。前端固定片和后端板为方形，两者之间通过弹性连接体214连接，反射镜211固定于前端固定片212，后端板具有两盲端调节螺孔213a和两盲端调节光孔213b，反射镜组件210通过盲端调节螺孔213a安装于调整机构220。前端固定片和后端板之间的弹性连接体214为氟橡胶材质，其具有内凹的弧形侧面。弹性连接体214也可以为弹簧。弹性连接体214的作用是使得前端固定片212和后端板213之间可以调节相对角度，从而调节反射镜211的角度。

如图3和图4所示，调整机构220为圆盘形，包括：调节座221、调节螺钉222a和、紧定螺钉222b和固定螺钉222c。以圆盘圆心为基点分散均布四个螺孔，四个固定螺钉222c穿过四个螺孔与第二连接体200固定连接。调节座221具有两圆通孔221a、两螺纹通孔221b，两圆通孔221a对称分布在调节座221水平对称轴的上下两侧，两螺纹通孔221b对称分布在调节座221竖直对称轴的左右两侧。并且，调节座的圆通孔221a与后端板的盲端调节螺孔213a对应，调节螺钉222a穿过调节座的圆通孔221a后旋进后端板的盲端调节螺孔213a内。调节座的螺纹通孔221b与后端板的盲端调节光孔213b对应，紧定螺钉222b穿过调节座的螺纹通孔221b后抵住后端板的盲端调节光孔213b。两个调节螺钉222a旋进旋出，同时配合两个紧定螺钉222b旋进旋出抵住反射镜组件的后端板213，实现反射镜组件210的左右角度调节。

如图3所示，反射镜组件的后端板213还具有两圆通孔213c和213d，前端固定片212还具有一螺纹通孔212a。调整机构的调节座221还具有一圆通孔221c和一螺纹通孔221d，布置于调节座水平对称轴的上侧。调节座的圆通孔221c和螺纹通孔221d与后端板的两圆通孔213c和213d对应，调节螺钉222a穿过调节座圆通孔221c、后端板圆通孔213c后旋进前端固定片的螺纹通孔212a。紧定螺钉222b穿过调节座螺纹通孔221d、后端板圆通孔213d后抵住前端固定片212。调节螺钉222a旋进旋出，同时配合紧定螺钉222b旋进旋出抵住前端固定片212，实现反射镜组件210的上下角度调节。

检测气体时，接将超长光程气体测量室的气体进口101和气体出口201接入待测气体管路，将气体导入腔体900中。然后打开光源112，向腔体900发射光束。光线经过入射凸透镜111聚焦后穿过腔体中的待测气体，到达反射镜211。调整反射镜的角度，使反射光线经出射凸透镜121再次聚焦后射入光纤接口122。光束经过气体测量室内被待测气体充分吸收后，由光纤导出至光谱仪，光谱仪根据出射光线和入射光线的参数变化对待测气体的成分进行分析。光程越长，出射光线和入射光线的参数变化越明显，测量结果就越精确。本申请的一种超长光程气体测量室，正是利用了光束的反射和超长的腔体900提高了光程。

反射镜211的角度可以通过调整机构220进行调节，以使入射光线经反射后准确到达光纤接口122。多次连续调节设置在调节座221和后端板213的两个调节螺钉222a和紧定螺钉222b，同时调整反射镜组件的前端固定片212上的调节螺钉222a和紧定螺钉222b，使所述的入射凸透镜111和出射凸透镜121的光轴相对于反射镜211的光轴呈径向对称，从而使入射光通过反射镜211反射后能通过光纤接口122出射出去。具体地，当需要对反射镜211进行左右角度的调节时，打开密封盖230，旋出调节座的圆通孔221a处的两调节螺钉222a，再旋进左侧螺纹通孔221b处的紧定螺钉222b，同时旋出右侧螺纹通孔221b处的紧定螺钉222b，使反射镜211向右偏转至合适的角度，调节到位后旋进调节座的圆通孔221a处的两调节螺钉222a进行固定。反之，当旋进右侧螺纹通孔221b处的紧定螺钉222b，同时旋出左侧螺纹通孔221b处的紧定螺钉222b时，反射镜211向左偏转。当需要对反射镜211进行上下角度的调节时，打开密封盖230，旋出调节座的圆通孔221c处的调节螺钉222a，旋进调节座的圆通孔221d处的紧定螺钉222b，使反射镜211向下偏转。反之，旋出调节座的圆通孔221d处的紧定螺钉222b，使反射镜211向上偏转。调节到位后，再旋进调节螺钉222a进行紧固，最后盖上密封盖230。

第一连接体和第二连接体与腔体分别在接合处焊接，与密封座一起实现对气体测量室的密封，同时两连接体与腔体的焊接使得三者之间的相对位置是固定的，入射模块与出射模块是分别固定在第一连接体中，调节机构是固定在第二连接体中，而且仅需打开密封座然后通过调节螺钉和紧定螺钉就可对反射镜角度调节，此种方式温度适应范围宽。

通过旋进或旋出调节螺钉和紧定螺钉，实现反射镜轴线方向的改变，多个调节螺钉和紧定螺钉的组合，能够实现反射镜多维大角度的调节，同时对于调节螺钉和紧定螺钉随反射镜中心呈同心圆均匀排列的设计，从而使调节便捷，一般调节时间在2～3分钟，节省时间。

采用调节螺钉和紧定螺钉对反射镜轴线位置进行调节的同时，对调节固定座与反射镜座之间相对的位置进行固定，而整个调整机构与连接体是固定的，使得气体测量室在受到外界冲击而振动时，光路不会发生变化，以满足在气体测量室的光路状态是稳定的，稳定度高。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种超长光程气体测量室，其特征在于，包括：腔体、第一连接体、入射模块、出射模块、第二连接体、反射镜组件和调整机构；其中，腔体为的密闭气室，腔体两端分别密封安装第一连接体和第二连接体，第一连接体和第二连接体分别设有气体进口和气体出口，第一连接体、腔体和第二连接体连通；入射模块和出射模块并列设置于第一连接体内，反射镜组件安装于调整机构，反射镜组件和调整机构设置于第二连接体内；入射模块包括入射凸透镜和光源，出射模块包括出射凸透镜和光纤接口，光源经过入射凸透镜聚焦后穿过腔体到达反射镜组件的反射镜，调整机构调节反射镜的角度，使反射光线经出射凸透镜聚焦后射入光纤接口。

2.根据权利要求1所述的一种超长光程气体测量室，其特征在于，反射镜组件包括：反射镜、前端固定片和后端板；前端固定片和后端板之间通过弹性连接体连接，反射镜固定于前端固定片；后端板具有两盲端调节螺孔和两盲端调节光孔，反射镜组件通过盲端调节螺孔安装于调整机构。

3.根据权利要求2所述的一种超长光程气体测量室，其特征在于，调整机构包括：调节座、调节螺钉和紧定螺钉；调节座具有两圆通孔、两螺纹通孔，两圆通孔对称分布在调节座水平对称轴的上下两侧，两螺纹通孔堆成分布在调节座竖直对称轴的左右两侧；并且，调节座圆通孔与后端板的盲端调节螺孔对应，调节螺钉穿过调节座的圆通孔后旋进后端板的盲端调节螺孔内；调节座螺纹通孔与后端板的盲端调节光孔对应，紧定螺钉穿过调节座的螺纹通孔后抵住后端板的盲端调节光孔；两个调节螺钉旋进旋出，同时配合两个紧定螺钉旋进旋出抵住反射镜组件的后端板，实现反射镜组件的左右角度调节。

4.根据权利要求2所述的一种超长光程气体测量室，其特征在于，反射镜组件的后端板还具有两圆通孔，前端固定片还具有一螺纹通孔；调整机构的调节座还具有一圆通孔和一螺纹通孔，布置于调节座水平对称轴的上侧；调节座的圆通孔和螺纹通孔与后端板的两圆通孔对应，调节螺钉穿过调节座圆通孔、后端板圆通孔后旋进前端固定片的螺纹通孔；紧定螺钉穿过调节座螺纹通孔、后端板圆通孔后抵住前端固定片；调节螺钉旋进旋出，同时配合紧定螺钉旋进旋出抵住前端固定片，实现反射镜组件的上下角度调节。

5.根据权利要求1所述的一种超长光程气体测量室，其特征在于，还包括密封盖，螺纹盖合于第二连接体的端部，其盖合处设置有密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种超长光程气体测量室，其特征在于，入射凸透镜和出射凸透镜两侧分别设置密封圈。

7.根据权利要求6所述的一种超长光程气体测量室，其特征在于，入射凸透镜和出射凸透镜分别通过透镜压圈安装于第一连接体的槽位。

8.根据权利要求2所述的一种超长光程气体测量室，其特征在于，前端固定片和后端板之间的弹性连接体具有内凹的弧形侧面，弹性连接体的材质为氟橡胶。

9.根据权利要求1所述的一种超长光程气体测量室，其特征在于，腔体为圆管结构，长度直径比为8:1～10:1。

10.根据权利要求1所述的一种超长光程气体测量室，其特征在于，腔体上开设有透明观察窗。

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