CN212622177U - 一种多次反射式激光气体检测光路模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多次反射式激光气体检测光路模块，属于气体检测技术领域，其结构包括壳体，壳体的两侧分别设置有激光器孔和探测器孔，激光器孔和探测器孔在壳体上呈对角布置；壳体的内部设置有多个反射镜体，多个反射镜体呈矩形排布，反射镜体的反射面均朝向壳体的中心；反射镜体之间在对应激光器孔的位置留有入射光通道，对应探测器孔的位置留有出射光通道，各反射镜体与入射光之间的夹角为45°。本实用新型示例的多次反射式激光气体检测光路模块，多个反射镜体呈矩形排布，其反射面均朝向壳体的中心，同等光程情况下使得模块具有更小的体积，便于装置的小型化，且光路均为倾斜面，抗干扰能力强。

Description

一种多次反射式激光气体检测光路模块

技术领域

本实用新型涉及气体检测技术领域，具体地说是一种多次反射式激光气体检测光路模块，适用于易燃易爆、有毒有害气体的浓度检测。

背景技术

在易燃易爆、有毒有害气体检测领域，根据测量原理，主要有以下几类气体传感器：催化燃烧式传感器、热导式传感器、电化学式传感器、光干涉式传感器、激光式传感器。其中，催化燃烧式气体传感器易中毒、寿命短；热导式气体传感器检测精度差、温度漂移大、不易补偿；电化学式气体传感器寿命短、交叉干扰严重；光干涉式气体传感器易受水蒸气等环境因素影响且实时性差。激光式气体传感器以其检测精度灵敏度高、无需标校、无交叉干扰、不受水汽影响等优点，在煤炭、石油化工、电力、冶金等有可能出现气体泄漏并产生重大安全隐患的领域进行了初步应用。

激光式气体传感器的关键器件包括激光器、探测器、光路及数据处理电路。其中，光路影响着激光气体传感器的尺寸、精度、灵敏度及稳定性。目前的激光气体传感器光路主要为透射式、两次反射式，使得传感器探头尺寸偏大，不利于小型化，且当传感器探头突然进入低温环境时，反射光路易凝水影响激光的传输。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种多次反射式激光气体检测光路模块，该模块同等光程情况下具有更小的体积，抗干扰能力强，检测效果更加可靠。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

提供了一种多次反射式激光气体检测光路模块，包括壳体，所述壳体的两侧分别设置有激光器孔和探测器孔，所述激光器孔和探测器孔在壳体上呈对角布置；所述壳体的内部设置有多个反射镜体，多个所述反射镜体呈矩形排布，反射镜体的反射面均朝向壳体的中心；反射镜体之间在对应所述激光器孔的位置留有入射光通道，对应所述探测器孔的位置留有出射光通道，各反射镜体与入射光之间的夹角为45°。

进一步的，所述壳体内部设置有反射板，所述反射镜体固定安装在反射板上。

进一步的，所述反射板与反射镜体为一体结构，在所述反射板的一侧镀反射材料构成所述反射镜体。

进一步的，所述反射镜体的表面镀有反射膜，所述反射膜的表面镀有憎水膜。

进一步的，所述反射镜体的厚度为1～1.5mm。

进一步的，所述壳体上设置有壳体固定孔，所述壳体固定孔设置在除激光器孔和探测器孔之外的另一组对角上。

进一步的，所述反射镜体设置有四个，四个所述反射镜体的布置位置分别对应矩形结构的四条边。

进一步的，所述探测器孔为微斜孔，其轴线的倾斜角根据光程需求的不同设计不同的角度，使得镜面反射光无法返回到激光器中。

进一步的，所述壳体上设置有防水防尘件固定槽，所述防水防尘件固定槽呈环形，防水防尘件固定槽在壳体表面的投影将全部所述反射镜体在壳体该表面的投影包裹在内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型示例的多次反射式激光气体检测光路模块，设置有激光器孔和探测器孔，可以方便的安装激光器和探测器，壳体内部的多个反射镜体组合形成光路结构，光路的起点为激光器孔，最终到达探测器孔，能够完整的实现检测光路的功能。

2、本实用新型示例的多次反射式激光气体检测光路模块，多个反射镜体呈矩形排布，其反射面均朝向壳体的中心，同等光程情况下使得模块具有更小的体积，便于激光气体传感器的小型化，且可应用于便携式激光气体传感器，符合行业发展趋势。

3、本实用新型示例的多次反射式激光气体检测光路模块，检测光路模块可等比例扩大或缩小反射镜间的距离，以调节光路长度，满足不同气体浓度检测需求，实现了检测光路可根据具体需求调节，扩大了适用范围。

4、本实用新型示例的多次反射式激光气体检测光路模块，壳体内设置有用于固定反射镜体的反射板，使得反射镜体的安装更加牢固，增加装置使用的可靠性，降低故障率。

5、本实用新型示例的多次反射式激光气体检测光路模块，反射板与反射镜体可设置为一体结构，在反射板的一侧镀反射材料构成反射镜体，易于加工，降低成本。

6、本实用新型示例的多次反射式激光气体检测光路模块，在反射镜体上设置憎水膜，对潮湿环境下的冷凝水干扰进行了主动干预，避免传感器受到水蒸气等环境因素影响，使得传感器在不同工况条件应用时具有更可靠的检测效果。

7、本实用新型示例的多次反射式激光气体检测光路模块，反射镜体具有一定的厚度，防止弯曲变形；激光器孔和探测器孔呈对角布置，壳体固定孔设置在除激光器孔和探测器孔之外的另一组对角上，既保证了固定的牢固和使用的方便，又避免了壳体固定孔内的固定装置对检测造成障碍和影响。

8、本实用新型示例的多次反射式激光气体检测光路模块，反射镜体设置有四个，四个反射镜体的布置位置分别对应矩形结构的四条边，结构简单紧凑；探测器孔为微斜孔，防止激光沿同一光路反射回激光器；构成光路的反射镜体均为倾斜面，有效防止返回光对激光器的干扰，使得本实用新型示例的气体检测光路模块抗干扰能力强。

9、本实用新型示例的多次反射式激光气体检测光路模块，壳体上设置有防水防尘件固定槽，便于安装防水防尘件，便于保持检测模块的清洁，有利于保证检测结果的准确和保证检测模块的使用寿命。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例壳体的结构示意图；

图2为本实用新型实施例反射镜体的结构示意图；

图3为本实用新型实施例检测光路的示意图。

图中：1壳体，2激光器孔，3探测器孔，4反射板，5防水防尘件固定槽，6壳体固定孔，7反射镜体，8反射膜，9憎水膜。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

实施例一：

如图1所示，本实用新型的一个实施例提供了一种多次反射式激光气体检测光路模块，包括壳体1，所述壳体1的两侧分别设置有激光器孔2和探测器孔3，所述激光器孔2和探测器孔3在壳体1上呈对角布置；所述壳体1的内部设置有多个反射镜体7，如图3所示，多个所述反射镜体7呈矩形排布，反射镜体7的反射面均朝向壳体1的中心；反射镜体7之间在对应所述激光器孔2的位置留有入射光通道，对应所述探测器孔3的位置留有出射光通道，各反射镜体7与入射光之间的夹角为45°。

具体的，本实施例中，反射镜体设置有四个，四个所述反射镜体的布置位置分别对应矩形结构的四条边。为便于安装反射镜体7以及增加反射镜体7安装的牢固度，壳体1内部设置有反射板4，所述反射镜体7固定安装在反射板4上。

本实施例反射镜体7的结构如图2所示，反射镜体7的表面镀有反射膜8，反射膜8的表面镀有憎水膜。反射膜8可以为金膜或者高分子介质反射膜。

为防止弯曲变形，反射镜体7具有一定的厚度，优选的，反射镜体7的厚度为1.5mm，在其他的实施例中，反射镜体7的厚度可以适当变化，一般情况下在1～1.5mm之间。

为便于装置的安装，壳体1上设置有壳体固定孔6，所述壳体固定孔6设置在除激光器孔2和探测器孔3之外的另一组对角上。设置壳体固定孔6，可以很方便的通过固定件将本实施例的装置安装在所需位置或者与其他设备结合，同时，壳体固定孔6的设置位置不会影响入射光和出射光的光路，结构合理。

为防止激光沿同一光路反射回激光器，所述探测器孔3为微斜孔，其轴线的倾斜角度根据光程的长度设计不同，通过三角函数换算，使返回光偏移量大于激光器发射窗直径，避免镜面反射光返回到激光器中。具体的轴线倾斜角的确定方法如下：

假设光程为L，激光器发射窗直径为D，微斜孔轴线偏角为α，因为α非常小，在计算时可将返回光、入射光、激光器发射窗形成的三角形视为直角三角形。则：

为便于保持传感器的清洁，所述壳体1上设置有防水防尘件固定槽5，所述防水防尘件固定槽5呈环形，防水防尘件固定槽5在壳体1表面的投影将全部所述反射镜体7在壳体1该表面的投影包裹在内。防水防尘件固定槽5可用于安装防尘盖等防水防尘件，避免环境中的水汽、灰尘等污染反射镜体7，既保证了检测结果的准确性，又保证了装置的使用寿命。

使用时，光路从激光器孔2射入壳体1内部，经由反射镜体7多次反射到达探测器孔3，检测光路的路径如图3所示。

实施例二：

本实施例与实施例一相同的特征不再赘述，本实施例与实施例一不同的特征在于：本实施例中，反射板4与反射镜体7为一体结构，在所述反射板4的一侧镀反射材料构成所述反射镜体。

本实施例将反射板4与反射镜体7设置为一体结构，更加便于加工，进一步降低成本。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本实用新型的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

Claims (9)

1.一种多次反射式激光气体检测光路模块，其特征在于，包括壳体，所述壳体的两侧分别设置有激光器孔和探测器孔，所述激光器孔和探测器孔在壳体上呈对角布置；所述壳体的内部设置有多个反射镜体，多个所述反射镜体呈矩形排布，反射镜体的反射面均朝向壳体的中心；反射镜体之间在对应所述激光器孔的位置留有入射光通道，对应所述探测器孔的位置留有出射光通道，各反射镜体与入射光之间的夹角为45°。

2.根据权利要求1所述的多次反射式激光气体检测光路模块，其特征在于，所述壳体内部设置有反射板，所述反射镜体固定安装在反射板上。

3.根据权利要求2所述的多次反射式激光气体检测光路模块，其特征在于，所述反射板与反射镜体为一体结构，在所述反射板的一侧镀反射材料构成所述反射镜体。

4.根据权利要求1-3任一所述的多次反射式激光气体检测光路模块，其特征在于，所述反射镜体的表面镀有反射膜，所述反射膜的表面镀有憎水膜。

5.根据权利要求1所述的多次反射式激光气体检测光路模块，其特征在于，所述反射镜体的厚度为1～1.5mm。

6.根据权利要求1所述的多次反射式激光气体检测光路模块，其特征在于，所述壳体上设置有壳体固定孔，所述壳体固定孔设置在除激光器孔和探测器孔之外的另一组对角上。

7.根据权利要求1所述的多次反射式激光气体检测光路模块，其特征在于，所述反射镜体设置有四个，四个所述反射镜体的布置位置分别对应矩形结构的四条边。

8.根据权利要求1所述的多次反射式激光气体检测光路模块，其特征在于，所述探测器孔为微斜孔，其轴线的倾斜角度随光程的长度变化而变化。

9.根据权利要求1所述的多次反射式激光气体检测光路模块，其特征在于，所述壳体上设置有防水防尘件固定槽，所述防水防尘件固定槽呈环形，防水防尘件固定槽在壳体表面的投影将全部所述反射镜体在壳体该表面的投影包裹在内。

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