CN213749616U - 一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头及设备，涉及气体检测技术领域，解决了现有拉曼光谱气体检测探头激发效率低、信号强度弱的、检测限较低问题，其技术方案要点是：包括由反射腔底座、反射腔上盖组成的主体，反射腔上盖与反射腔底座构成多次反射腔；多次反射腔内间隔设置有第一反射腔镜、第二反射腔镜，第一反射腔镜、第二反射腔镜之间构成激发腔；反射腔底座设有激发光通光孔、信号收集光路；激发腔连通设置有于两端分别贯穿反射腔上盖、反射腔底座侧面的通气孔。本实用新型通过将激光在两个反射镜腔之间来回反射多次经过激发腔中心区域，提高了中心区域激发光光强，有效提高了激发效率、信号强度、气体检测限。

Description

一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头及设备

技术领域

本实用新型涉及气体检测技术领域，更具体地说，它涉及一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头及设备。

背景技术

现有技术的拉曼光谱气体检测探头是基于常规的后向散射拉曼光路的拉曼，在同一激光功率下，该后向散射拉曼探头只在样品中聚焦一次，用于产生气体的拉曼信号，经过样品后的激光就被光阱吸收，对激光的利用率比较低；产生的拉曼信号经过后向收集光路进行收集，相对于侧向收集光路，后向收集光路背景比较高，所以导致常规的拉曼光谱气体检测探头激发效率低，信号强度弱的，检测限较低。因此，如何研究设计一种高效的用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头及设备是我们目前继续解决的问题。

实用新型内容

为解决现有拉曼光谱气体检测探头激发效率低、信号强度弱的、检测限较低问题，本实用新型的目的是提供一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头及设备。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，提供了一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头，包括由反射腔底座、反射腔上盖组成的主体，反射腔上盖与反射腔底座对齐安装后于内部构成多次反射腔；多次反射腔内间隔设置有第一反射腔镜、第二反射腔镜，第一反射腔镜、第二反射腔镜之间构成激发腔；反射腔底座设有均与激发腔连通的激发光通光孔、信号收集光路；激发腔连通设置有于两端分别贯穿反射腔上盖、反射腔底座侧面的通气孔。

通过采用上述技术方案，将多次反射腔置于拉曼气体腔室内，激发腔区域与气室通过通气孔连通以便待测气体进入激发腔内，待检测气体经通气孔流通时经过激发腔，激发光束从激发光通光孔射入激发腔，激发腔内的激发光束经第一反射腔镜、第二反射腔镜多次反射聚焦于激发腔中心增强中心位置激发光的强度，从而增加产生的拉曼信号的强度，产生的拉曼信号通过信号收集光路耦合入光纤。

本实用新型进一步设置为：所述第一反射腔镜、第二反射腔镜均与多次反射腔活动连接，第一反射腔镜、第二反射腔镜之间间距可调。

通过采用上述技术方案，调节第一反射腔镜、第二反射腔镜之间的距离能够灵活调整激发光束的反射频率以及聚焦于激发腔中心的激发光强度，灵活性较强。

本实用新型进一步设置为：所述主体内设有用于反射激发腔内侧向激发光信号的凹面镜。

通过采用上述技术方案，凹面镜反射激发腔内的侧向激发光信号来进一步增强聚焦于激发腔中心的激发光强度。

本实用新型进一步设置为：所述第一反射腔镜、第二反射腔镜、凹面镜的焦点均位于第一平面内。

通过采用上述技术方案，使得第一反射腔镜、第二反射腔镜、凹面镜反射聚焦更为集中。

本实用新型进一步设置为：所述激发光通光孔、信号收集光路位于反射腔底座的同一侧面，且激发光通光孔、信号收集光路的轴线均位于第一平面内。

通过采用上述技术方案，凹面镜放置在信号收集光路对面，即可增加信号强度，又方便信号收集光路进行信号收集，具有结构简单，稳定性好的特点。

本实用新型进一步设置为：所述反射腔上盖穿设有安装孔，反射腔底座设有可与安装孔对齐的螺纹孔，安装孔、螺纹孔之间通过安装螺丝将反射腔上盖与反射腔底座相对固定。

通过采用上述技术方案，使得反射腔上盖与反射腔底座的安装与拆卸操作简单，方便对主体内部器件进行维护。

第二方面，提供了一种气体检测设备，包括至少一个如第一方面中任意一项所述的一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头。

本实用新型进一步设置为：所述多次反射腔探头中的信号收集光路通过传输光纤与光谱仪电连接。

通过采用上述技术方案，激发的气体拉曼信号通过信号收集光路收集再耦合进入连接的传输光纤中，并传输至光谱仪进行气体拉曼信号分析。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型将多次反射腔置于拉曼气体腔室内，激发腔区域与气室通过通气孔连通以便待测气体进入激发腔内，待检测气体经通气孔流通时经过激发腔，激发光束从激发光通光孔射入激发腔，激发腔内的激发光束经第一反射腔镜、第二反射腔镜多次反射聚焦于激发腔中心增强中心位置激发光的强度，从而增加产生的拉曼信号的强度，产生的拉曼信号通过信号收集光路耦合入光纤；凹面镜反射激发腔内的侧向激发光信号来进一步增强聚焦于激发腔中心的激发光强度；凹面镜放置在信号收集光路对面，即可增加信号强度，又方便信号收集光路进行信号收集，具有结构简单，稳定性好的特点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例中的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的内部结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

101、反射腔上盖；102、反射腔底座；103、激发光通光孔；104、信号收集光路；105、通气孔；106、安装孔；107、第一反射腔镜；108、第二反射腔镜；109、凹面镜；110、螺纹孔；111、激发腔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图1-2，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例：一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头，如图1与图2所示，包括由反射腔底座102、反射腔上盖101组成的主体，反射腔底座102、反射腔上盖101的其中一组相向侧面均设有凹槽，反射腔上盖101与反射腔底座102对齐安装后两个凹于主体内部构成多次反射腔。多次反射腔内间隔设置有第一反射腔镜107、第二反射腔镜108，第一反射腔镜107、第二反射腔镜108之间构成激发腔111。反射腔底座102设有均与激发腔111连通的激发光通光孔103、信号收集光路104；激发腔111连通设置有于两端分别贯穿反射腔上盖101、反射腔底座102侧面的通气孔105。将多次反射腔置于拉曼气体腔室内，激发腔111区域与气室通过通气孔105连通以便待测气体进入激发腔111内，待检测气体经通气孔105流通时经过激发腔111，激发光束从激发光通光孔103射入激发腔111，激发腔111内的激发光束经第一反射腔镜107、第二反射腔镜108多次反射聚焦于激发腔111中心增强中心位置激发光的强度，从而增加产生的拉曼信号的强度，产生的拉曼信号通过信号收集光路104耦合入光纤。

如图2所示，第一反射腔镜107、第二反射腔镜108均与多次反射腔活动连接，第一反射腔镜107、第二反射腔镜108之间间距可调。调节第一反射腔镜107、第二反射腔镜108之间的距离能够灵活调整激发光束的反射频率以及聚焦于激发腔111中心的激发光强度，灵活性较强。

如图2所示，主体内设有用于反射激发腔111内侧向激发光信号的凹面镜109。凹面镜109反射激发腔111内的侧向激发光信号来进一步增强聚焦于激发腔111中心的激发光强度。

如图2所示，第一反射腔镜107、第二反射腔镜108、凹面镜109的焦点均位于第一平面内，使得第一反射腔镜107、第二反射腔镜108、凹面镜109反射聚焦更为集中。

如图2所示，激发光通光孔103、信号收集光路104位于反射腔底座102的同一侧面，且激发光通光孔103、信号收集光路104的轴线均位于第一平面内。凹面镜109放置在信号收集光路104对面，即可增加信号强度，又方便信号收集光路104进行信号收集，具有结构简单，稳定性好的特点。

如图1与图2所示，反射腔上盖101穿设有安装孔106，反射腔底座102设有可与安装孔106对齐的螺纹孔110，安装孔106、螺纹孔110之间通过安装螺丝将反射腔上盖101与反射腔底座102相对固定，使得反射腔上盖101与反射腔底座102的安装与拆卸操作简单，方便对主体内部器件进行维护。

工作原理：多次反射腔置于拉曼气体腔室内，激发腔111区域与气室通过通气孔105连通以便待测气体进入激发腔111内，待检测气体经通气孔105流通时经过激发腔111，激发光束从激发光通光孔103射入激发腔111，激发腔111内的激发光束经第一反射腔镜107、第二反射腔镜108多次反射聚焦于激发腔111中心增强中心位置激发光的强度，从而增加产生的拉曼信号的强度，产生的拉曼信号通过信号收集光路104耦合入传输光纤，并传输至光谱仪进行气体拉曼信号分析。

以上的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头，其特征是，包括由反射腔底座(102)、反射腔上盖(101)组成的主体，反射腔上盖(101)与反射腔底座(102)对齐安装后于内部构成多次反射腔；多次反射腔内间隔设置有第一反射腔镜(107)、第二反射腔镜(108)，第一反射腔镜(107)、第二反射腔镜(108)之间构成激发腔(111)；反射腔底座(102)设有均与激发腔(111)连通的激发光通光孔(103)、信号收集光路(104)；激发腔(111)连通设置有于两端分别贯穿反射腔上盖(101)、反射腔底座(102)侧面的通气孔(105)。

2.根据权利要求1所述的一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头，其特征是，所述第一反射腔镜(107)、第二反射腔镜(108)均与多次反射腔活动连接，第一反射腔镜(107)、第二反射腔镜(108)之间间距可调。

3.根据权利要求2所述的一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头，其特征是，所述主体内设有用于反射激发腔(111)内侧向激发光信号的凹面镜(109)。

4.根据权利要求3所述的一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头，其特征是，所述第一反射腔镜(107)、第二反射腔镜(108)、凹面镜(109)的焦点均位于第一平面内。

5.根据权利要求4所述的一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头，其特征是，所述激发光通光孔(103)、信号收集光路(104)位于反射腔底座(102)的同一侧面，且激发光通光孔(103)、信号收集光路(104)的轴线均位于第一平面内。

6.根据权利要求1所述的一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头，其特征是，所述反射腔上盖(101)穿设有安装孔(106)，反射腔底座(102)设有可与安装孔(106)对齐的螺纹孔(110)，安装孔(106)、螺纹孔(110)之间通过安装螺丝将反射腔上盖(101)与反射腔底座(102)相对固定。

7.一种气体检测设备，其特征是，包括至少一个如权利要求1-6任意一项所述的一种用于拉曼光谱气体检测的多次反射腔探头。

8.根据权利要求7所述的一种气体检测设备，其特征是，所述多次反射腔探头中的信号收集光路(104)通过传输光纤与光谱仪电连接。

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