CN213022829U - 基于多次反射技术的气体池 - Google Patents
基于多次反射技术的气体池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN213022829U CN213022829U CN202021184001.3U CN202021184001U CN213022829U CN 213022829 U CN213022829 U CN 213022829U CN 202021184001 U CN202021184001 U CN 202021184001U CN 213022829 U CN213022829 U CN 213022829U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mirrors
- housing
- group
- optical window
- reflectors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Optical Measuring Cells (AREA)
Abstract
本实用新型提供了基于多次反射技术的气体池，所述基于多次反射技术的气体池包括壳体，所述壳体具有流体进口和流体出口；第一光学窗口设置在所述壳体上，隔离了壳体内外，并适于检测光穿过第一光学窗口而进入壳体内；第一组反射镜设置在所述壳体内，穿过第一光学窗口进入壳体内的检测光在第一组反射镜间来回反射多次；从所述第一组反射镜间出射的检测光经过光偏转器件后入射进第二组反射镜之间；检测光在第二组反射镜间来回反射多次；第二光学窗口设置在所述壳体上，隔离了壳体内外；从所述第二组反射镜间出射的检测光穿过所述第二光学窗口而射出壳体。本实用新型具有有效光程长、体积小等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体分析，特别涉及基于多次反射技术的气体池。
背景技术
当前，随着我国经济的高速发展，能源需求巨大，伴随着工业化生产排放的有毒有害气体严重危害人民的健康和生活质量，因此对于气体检测的研究会越来越受到人们的重视。
在工业生产中常使用TDLAS技术进行气体检测。根据比尔朗伯定律，增加光程可有效提高检测精度，常见的长光程气体吸收池主要是怀特型和赫里奥特型，这两种气体池均采用凹面镜实现光路的多次反射，但也具有诸多不足，如：
1.体积大；受限于反射镜的死体积，要实现长光程的目的会导致气体池体积较大；
2.装配难度高；多个凹面镜的调节极其复杂、耗时长；
3.光程调节难；光在凹面镜之间的行进光程不等，且凹面镜固定设置，无法获得不同的确定光程。
实用新型内容
为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种光程长、体积小、光程调节方便的基于多次反射技术的气体池。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
基于多次反射技术的气体池，所述基于多次反射技术的气体池包括壳体，所述壳体具有流体进口和流体出口；所述基于多次反射技术的气体池进一步包括：
第一光学窗口，所述第一光学窗口设置在所述壳体上，隔离了壳体内外，并适于检测光穿过第一光学窗口而进入壳体内；
第一组反射镜，所述第一组反射镜设置在所述壳体内，穿过第一光学窗口进入壳体内的检测光在第一组反射镜间来回反射多次；
光偏转器件，从所述第一组反射镜间出射的检测光经过所述光偏转器件后入射进第二组反射镜之间；
第二组反射镜，所述第二组反射镜设置在所述壳体内，检测光在所述第二组反射镜间来回反射多次；
第二光学窗口，所述第二光学窗口设置在所述壳体上，隔离了壳体内外；从所述第二组反射镜间出射的检测光穿过所述第二光学窗口而射出壳体。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：
1.体积小；
第一组反射镜和第二组反射镜不再使用凹面反射镜，无死体积，相应地降低了气体池的体积，利于系统集成；
2.装配和调节简单；
平面反射镜的装配、调节简单，如采用技术成熟的三维调节机构，调节方便、快捷、精准；
3.光程调节简单、方便；
当需要调节光程时，改变检测光在第一组反射镜上入射角及调节机构即可，也即调整了反射镜间的反射次数及当次光程。
附图说明
参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本实用新型实施例的基于多次反射技术的气体池的结构简图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
在如下实施例中，“封闭”不意味着完全与外界隔离，而是与外界空气完全隔离，同时可以与待检测流体存在交换。
实施例1：
图1示意性地给出了本实用新型实施例的基于多次反射技术的气体池的结构简图，如图1所示，所述基于多次反射技术的气体池包括：
壳体11，所述壳体11具有流体进口和流体出口；
第一光学窗口41，如塑料或玻璃窗片，所述第一光学窗口41设置在所述壳体11上，隔离了壳体11内外，并适于检测光穿过第一光学窗口41而进入壳体内；
第一组反射镜21-22，所述第一组反射镜21-22设置在所述壳体11内，穿过第一光学窗口41进入壳体内的检测光在第一组反射镜21-22间来回反射多次；
光偏转器件31，从所述第一组反射镜21-22间出射的检测光经过所述光偏转器件31后入射进第二组反射镜23-24之间；
第二组反射镜23-24，所述第二组反射镜23-24设置在所述壳体11内，检测光在所述第二组反射镜23-24间来回反射多次；
第二光学窗口42，如塑料或玻璃窗片，所述第二光学窗口42设置在所述壳体11上，隔离了壳体11内外；从所述第二组反射镜23-24间出射的检测光穿过所述第二光学窗口42而射出壳体11。
为了降低装配和调节难度，进一步地，所述第一组反射镜和/或第二组反射镜包括相互平行的二个平面反射镜。
为了实现光路折叠，降低气体池体积，进一步地，第一组反射镜和第二反射镜间的夹角为90度。
为了便于光程调节，进一步地，检测光在所述光偏转部件上仅有一次反射。
为了降低光学噪声，进一步地，所述第一光学窗口和/或第二光学窗口的光入射面和光出射面间的夹角为锐角。
为了形成封闭的空间，进一步地，所述壳体包括：
主体，所述具有凹槽，所述第一光学窗口、第一组反射镜、光偏转器件、第二组反射镜和第二光学窗口均设置在所述凹槽内；
壳体，所述壳体固定在主体上；
密封件，所述密封件设置在所述主体和壳体之间，所述壳体内形成封闭的空间。
为了提高密封效果，进一步地，所述主体的顶端具有环形凹槽，密封件设置在所述环形凹槽内。
为了调节光程，且使得光从第一光学窗口入射，从第二光学窗口出射，进一步地，所述基于多次反射技术的气体池还包括：
调节机构，所述调节机构用于调整所述第一组反射镜、光偏转器件和第二组反射镜中任一者相对壳体的位置。
为了降低气体池的体积，进一步地，所述光偏转器件设置在所述壳体内的角落，且处于第一组反射镜和第二组反射镜之间。
实施例2：
根据本实用新型实施例1的基于多次反射技术的气体池在痕量气体检测中的应用例。
在该应用例中，如图1所示，壳体11包括主体和壳体，主体具有凹槽，适于容纳第一组反射镜21-22、光偏转器件31和第二组反射镜23-24；主体的顶端具有环形凹槽，O形圈填在所述环形凹槽内，被挤压在盖体和主体之间，使得壳体内成为封闭的空间，外界待测气体通过气体进口进入封闭的空间内，后从气体出口排出该空间；第一光学窗口41采用玻璃窗片，该玻璃窗口的光入射面和出射面间的夹角为锐角，如5度、10度，玻璃窗片利用密封件固定在主体上；第一组反射镜21-22包括独立设置的平行的第一平面反射镜21和第二平面反射镜22，分别设置在主体内位置相对的两侧内壁；第二组反射镜23-24包括独立设置的平行的第三平面反射镜23和第四平面反射镜24，分别设置在主体内位置相对的两侧内壁，第一平面反射镜21和第三平面反射镜23间的夹角为90度；光偏转器件31采用小型凹面反射镜，处于第二平面反射镜22和第三平面反射镜23的端部之间，且处于主体的角落；第二光学窗口42采用玻璃窗片，该玻璃窗口的光入射面和出射面间的夹角为锐角，如5度、10度，玻璃窗片利用密封件固定在主体上；气体进口和气体出口设置在主体上；第一组反射镜21-22、第二组反射镜23-24以及光偏转器件31都设置在调节机构上，如调节螺钉等，用于调整空间位置。
上述基于多次反射技术的气体池的工作方式为：
检测光穿过第一光学窗口42并发生偏转，进入壳体22内的检测光入射到第一平面反射镜32上，之后在第一平面反射镜32和第二平面反射镜33之间来回反射多次，最后，检测光在第一平面反射镜32上的反射光入射到光偏转器件42，偏转反射光后入射到第四平面反射镜24上，之后在第四平面反射镜24和第三平面反射镜23之间来回反射多次，最后，检测光在第三平面反射镜23上的反射光穿过第二光学窗口42射出壳体；
在第一组反射镜21-22和第二组反射镜23-24之间来回反射多次的检测光被壳体11内的气体选择性吸收；
当需要调节检测光在壳体内的光程时，调整检测光在第一平面反射镜上的入射角以及各调节机构，从而调整检测光在第一组反射镜以及第二组反射镜上的反射次数，从而调节了光程。
实施例3：
根据本实用新型实施例1的基于多次反射技术的气体池在痕量气体检测的应用例，与实施例2不同的是：
不再独立设置第一组反射镜、第二组反射镜和光偏转器件，而是将主体的内壁加工为平面，再镀膜，从而形成反射镜。
Claims (10)
1.基于多次反射技术的气体池，所述基于多次反射技术的气体池包括壳体，所述壳体具有流体进口和流体出口；其特征在于：所述基于多次反射技术的气体池进一步包括：
第一光学窗口，所述第一光学窗口设置在所述壳体上，隔离了壳体内外，并适于检测光穿过第一光学窗口而进入壳体内；
第一组反射镜，所述第一组反射镜设置在所述壳体内，穿过第一光学窗口进入壳体内的检测光在第一组反射镜间来回反射多次；
光偏转器件，从所述第一组反射镜间出射的检测光经过所述光偏转器件后入射进第二组反射镜之间；
第二组反射镜，所述第二组反射镜设置在所述壳体内，检测光在所述第二组反射镜间来回反射多次；
第二光学窗口，所述第二光学窗口设置在所述壳体上，隔离了壳体内外；从所述第二组反射镜间出射的检测光穿过所述第二光学窗口而射出壳体。
2.根据权利要求1所述的基于多次反射技术的气体池，其特征在于：所述第一组反射镜和/或第二组反射镜包括相互平行的二个平面反射镜。
3.根据权利要求2所述的基于多次反射技术的气体池，其特征在于：第一组反射镜和第二反射镜间的夹角为90度。
4.根据权利要求1所述的基于多次反射技术的气体池，其特征在于：检测光在所述光偏转器件上仅有一次反射。
5.根据权利要求1所述的基于多次反射技术的气体池，其特征在于：所述的第一组反射镜和/或第二组反射镜为独立设置的反射镜或在壳体内壁镀反射膜而形成。
6.根据权利要求1所述的基于多次反射技术的气体池，其特征在于：所述第一光学窗口和/或第二光学窗口的光入射面和光出射面间的夹角为锐角。
7.根据权利要求1所述的基于多次反射技术的气体池，其特征在于：所述壳体包括：
主体，具有凹槽，所述第一光学窗口、第一组反射镜、光偏转器件、第二组反射镜和第二光学窗口均设置在所述凹槽内；
壳体，所述壳体固定在主体上；
密封件，所述密封件设置在所述主体和壳体之间，所述壳体内形成封闭的空间。
8.根据权利要求7所述的基于多次反射技术的气体池，其特征在于：所述主体的顶端具有环形凹槽，密封件设置在所述环形凹槽内。
9.根据权利要求1所述的基于多次反射技术的气体池，其特征在于：所述基于多次反射技术的气体池还包括：
调节机构，所述调节机构用于调整所述第一组反射镜、光偏转器件和第二组反射镜中任一者相对壳体的位置。
10.根据权利要求1所述的基于多次反射技术的气体池，其特征在于：所述光偏转器件设置在所述壳体内的角落，且处于第一组反射镜和第二组反射镜之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021184001.3U CN213022829U (zh) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | 基于多次反射技术的气体池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021184001.3U CN213022829U (zh) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | 基于多次反射技术的气体池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213022829U true CN213022829U (zh) | 2021-04-20 |
Family
ID=75496863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202021184001.3U Active CN213022829U (zh) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | 基于多次反射技术的气体池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN213022829U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114047132A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-02-15 | 山东省科学院激光研究所 | 一种多气体检测的长光程气体吸收池 |
-
2020
- 2020-06-23 CN CN202021184001.3U patent/CN213022829U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114047132A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-02-15 | 山东省科学院激光研究所 | 一种多气体检测的长光程气体吸收池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102297839B (zh) | 一种用于吸收光谱测定的气体吸收池 | |
| CN103822893B (zh) | 一种ndir气体传感器 | |
| CN213022829U (zh) | 基于多次反射技术的气体池 | |
| CN110146460A (zh) | 一种带恒温控制功能的高灵敏多气体浓度检测系统及控制方法 | |
| CN203324174U (zh) | 用于太赫兹系统中的多光程气室 | |
| CN113340837A (zh) | 一种长光程微型红外气室及红外气体传感器 | |
| CN101441166B (zh) | 一种多次反射气室 | |
| CN106596408A (zh) | 一种基于三角形结构的长程光谱吸收池 | |
| CN101339127B (zh) | 用于测量单质及化合物气体的传感器 | |
| CN109470644A (zh) | 紧凑型红外光学气体吸收池及红外气体传感器 | |
| CN114136898B (zh) | 一种高精密腔臭氧光化学净生成速率的测量系统和方法 | |
| CN213275345U (zh) | 一种单气路多气体监测气体吸收池 | |
| CN209342593U (zh) | 一种气体吸收池 | |
| KR101835556B1 (ko) | 단일 광경로를 가진 비분산 적외선 다종가스 검출센서 장치 | |
| CN114486733A (zh) | 一种基于光反射的单光路光池结构 | |
| CN210166302U (zh) | 一种检测甲烷气体浓度的长光程红外气体传感器反射气室 | |
| CN217586879U (zh) | 一种用于光声光谱检测的光声池 | |
| CN114486796A (zh) | 一种ndir多组分气体探测模组 | |
| CN114184560A (zh) | 一种基于气体快速混合的光谱测量装置 | |
| CN211453346U (zh) | 适合野外复杂环境的便携式傅立叶变换红外气体分析仪 | |
| CN111208083A (zh) | 红外气体传感器 | |
| CN216284917U (zh) | 一种用于碳排放监测的ndir传感器 | |
| CN112033925A (zh) | 一种多组分宽量程气体分析仪及气体分析方法 | |
| CN218036357U (zh) | 一种长光程耐腐蚀气体吸收池 | |
| CN208420676U (zh) | 用于气体光谱定性定量分析的气体池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |