CN214503357U - 一种便于调装的长光程小型气体吸收池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于调装的长光程小型气体吸收池，包括壳体总成，设置在壳体总成外部侧边的探测器总成、光源总成、进气接头和出气接头，设置在壳体总成内部侧边的第一凹面镜总成和第二凹面镜总成；进气接头与出气接头安装在壳体总成的前侧，探测器总成与光源总成安装在壳体总成的右侧。本实用新型的凹面镜采用螺钉和顶丝固定，方便定位调试光路；所有镜片、光源和探测器固定模块化设计，通过螺钉和顶丝固定，便于更换；一组第一凹面镜和两组第二凹面镜的搭配布局设计，通过角度调整，使光线在气体吸收池内部多次反射且能保留较高的能量，从而在增大光程的同时，极大的缩小了气体吸收池的体积，提高了灵敏性和检测下限。

Description

一种便于调装的长光程小型气体吸收池

技术领域

本实用新型涉及气体检测分析技术领域，具体涉及一种便于调装的长光程小型气体吸收池。

背景技术

伴随着农业和畜牧业的快速发展，大规模种植、养殖业工业化、规模化的进行，对种植、养殖过程中产生的气体，如氨气、硫化氢、甲烷等气体的检测分析越来越重要，所以开发一款能用于农业和畜牧业的气体检测仪器越发迫切。

气体吸收池作为气体检测仪器的核心设备，对于气体检测仪器本身性能如：检测精度、响应速度、仪器便携程度、稳定性等的影响明显，进而对于气体吸收池的光程长度、可调性、体积等有较高要求。气体吸收池的主要原理是利用气体对光谱的吸收来分析气体的成分以及浓度，光束从进光口射入后，在池体内进行多次反射，最终从出光口射出，在反射的过程中，腔室内部气体吸收光线，得到吸收光谱，用来分析腔内气体的浓度与成分。要实现较低浓度的气体检测，则要求气体吸收池内部光程越长越好，但是光程和气体吸收池的小体积和可调性是矛盾的，所以开发设计一款长光程，可调整性好，体积小的气体吸收池显得越来越重要。

目前市场上的大部分气体吸收池体积过于庞大，不便于开发小型的便携式设备，而一些小体积的气体吸收池的光程较小，不足以检测超低浓度气体，另外现有气体吸收池都存在可调性差、镜片作为核心配件不能更换等问题。因此，在增加光程长的基础上，怎样缩小气体吸收池的体积、便于更换镜片、方便装调等问题成为了技术人员急需解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种便于调装的长光程小型气体吸收池，通过以下技术方案实现：

一种便于调装的长光程小型气体吸收池，包括壳体总成，设置在所述壳体总成外部侧边的探测器总成、光源总成、进气接头和出气接头，设置在所述壳体总成内部侧边的第一凹面镜总成和第二凹面镜总成；所述进气接头与所述出气接头安装在所述壳体总成的前侧，所述探测器总成与所述光源总成安装在所述壳体总成的右侧；所述壳体总成包括主壳体与上盖组成的密封腔体；所述探测器总成包括设置在所述主壳体上的探测器座和固定在所述探测器座上的探测器；所述光源总成包括从内到外依次设置在所述主壳体上的空心球和光源座，固定在所述光源座上的光源；所述第一凹面镜总成包括第一凹面镜座和设置在所述第一凹面镜座上的第一凹面镜，所述第一凹面镜座中部设置有滚轴槽，所述滚轴槽内安装有滚轴；所述第二凹面镜总成为两组，每组所述第二凹面镜总成包括第二凹面镜座、设置在所述第二凹面镜座左端的圆球、设置在所述第二凹面镜座右端的第二凹面镜和设置在所述第二凹面镜外端的压片。

进一步的，所述主壳体与所述上盖之间设置有第一密封圈，所述主壳体与所述上盖通过四个角上的第一螺钉固定。

进一步的，所述主壳体与所述探测器座之间设置有第二密封圈，所述探测器座通过第二螺钉固定在所述主壳体上。

进一步的，所述主壳体与所述光源座之间设置有第三密封圈，所述光源座通过第一顶丝和第三螺钉固定在所述主壳体上。

进一步的，所述第一凹面镜座上下前后的端面上设置有顶丝孔，通过第三顶丝与所述第一凹面镜固定，所述第一凹面镜座通过第四螺钉和第二顶丝固定在所述主壳体上。

进一步的，所述第二凹面镜座右端对应所述第二凹面镜的固定位置设置有镶镜孔，所述第二凹面镜座右端所述镶镜孔的外侧设置有固定孔，所述第二凹面镜与所述压片之间设置有胶垫，所述压片通过第六螺钉穿进所述固定孔固定在所述第二凹面镜座上。

进一步的，每组所述第二凹面镜座分别由第五螺钉和第四顶丝固定在所述主壳体上。

进一步的，所述第一凹面镜和所述第二凹面镜镜面均为表面镀银凹球面镜。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的第一凹面镜采用滚轴、螺钉和顶丝固定，第二凹面镜采用圆球、螺钉和顶丝固定，可快速安装到设计位置，方便定位调试光路，提高安装可靠性，使得大批量规模化生产更加简单，降低生产成本；所有镜片、光源和探测器固定模块化设计，通过螺钉和顶丝固定，便于更换，降低使用者的更换成本；一组第一凹面镜和两组第二凹面镜的搭配布局设计，且所有镜面都镀了高反膜，通过角度调整，使光线在气体吸收池内部多次反射且能保留较高的能量，从而在增大光程的同时，极大的缩小了气体吸收池的体积，提高了灵敏性和检测下限，拓展气体吸收池的用途，提高其测量精度，让小型化、便携式气体检测仪器开发成为可能。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的爆炸示意图；

图3为本实用新型的工作原理图；

图4为本实用新型光源总成的固定结构图；

图5为本实用新型第一凹面镜总成的爆炸示意图；

图6为本实用新型第一凹面镜总成的固定结构图；

图7为本实用新型第二凹面镜总成的爆炸示意图；

图8为本实用新型第二凹面镜总成的固定结构图。

图中标号说明：

100、壳体总成，1010、主壳体，102、第一密封圈，103、上盖，104、第一螺钉，200、探测器总成，201、第二密封圈，202、探测器座，203、探测器，204、第二螺钉，300、光源总成，301、空心球，302、第三密封圈，303、光源座，304、第一顶丝，305、光源，306、第三螺钉，4、进气接头，5、出气接头，600、第一凹面镜总成，6010、第一凹面镜座，6011、滚轴槽，6012、顶丝孔，602、第四螺钉，603、第二顶丝，604、滚轴，605、第三顶丝，606、第一凹面镜，700、第二凹面镜总成，7010、第二凹面镜座，7011、固定孔，7012、镶镜孔，702、第四顶丝，703、第五螺钉，704、胶垫，705、压片，706、第六螺钉，707、圆球，708、第二凹面镜。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

参见图1-图8所示，一种便于调装的长光程小型气体吸收池，包括壳体总成100，设置在壳体总成100外部侧边的探测器总成200、光源总成300、进气接头4和出气接头5，设置在壳体总成100内部侧边的第一凹面镜总成600和第二凹面镜总成700；进气接头4与出气接头5安装在壳体总成100的前侧，探测器总成200与光源总成300安装在壳体总成100的右侧；壳体总成100包括主壳体1010与上盖103组成的密封腔体；探测器总成200包括设置在主壳体1010上的探测器座202和固定在探测器座202上的探测器203；光源总成300包括从内到外依次设置在主壳体1010上的空心球301和光源座303，固定在光源座303上的光源305，空心球301的设置可以让光源座303绕空心球301旋转移动；第一凹面镜总成600包括第一凹面镜座6010和设置在第一凹面镜座6010上的第一凹面镜606，第一凹面镜座6010中部设置有滚轴槽6011，滚轴槽6011内安装有滚轴604, 第一凹面镜总成600可绕滚轴604进行旋转；第二凹面镜总成700为两组，每组第二凹面镜总成700包括第二凹面镜座7010、设置在第二凹面镜座7010左端的圆球707、设置在第二凹面镜座7010右端的第二凹面镜708和设置在第二凹面镜708外端的压片705。

进一步的，主壳体1010与上盖103之间设置有第一密封圈102，主壳体1010与上盖103通过四个角上的第一螺钉104固定。

进一步的，主壳体1010与探测器座202之间设置有第二密封圈201，探测器座202通过三颗第二螺钉204固定在主壳体1010上，当需要更换探测器203时，只需拆下第二螺钉204，取下探测器座202，更换探测器203，再进行安装即可，方便快捷。

进一步的，主壳体1010与光源座303之间设置有第三密封圈302，光源座303通过三颗第一顶丝304和三颗第三螺钉306固定在主壳体1010上。

当需要调整光源305角度时，分别调整三颗第三螺钉306松紧程度，使光源总成300可绕空心球301进行旋转，在不改变光源305的入射位置，方便定位的情况下，可改变光源305的入射角度。完成光源305角度调整之后，再锁紧三颗第一顶丝304，从而实现对光源总成300的调整与固定。如需更换光源305，拆掉三颗第一顶丝304,三颗第三螺钉306，拿出光源座303，更换光源305，再重新安装回去，此时只需调整三颗第三螺钉306对光源305角度进行调制，空心球301已能保证安装位置精准，调整完成后锁紧三颗第一顶丝304即可。

进一步的，参见图5-图6所示，第一凹面镜座6010上下前后的端面上设置有顶丝孔6012，通过第三顶丝605与第一凹面镜606固定，需要更换第一凹面镜606时，只需将四端面的第三顶丝605拆下，更换第一凹面镜606即可，第一凹面镜座6010通过四颗第四螺钉602和二颗第二顶丝603固定在主壳体1010上。

第一凹面镜总成600用滚轴604与主壳体1010接触，可使第一凹面镜606沿滚轴604进行俯仰角度调整，而限制其他方向角度，更加便于调整第一凹面镜606角度。调整时通过调整四颗第四螺钉602的松紧即可调整第一凹面镜606的角度，完成调整之后锁紧两颗第二顶丝603，图6由于视图原因未显示第二顶丝603，可参照图2，从而完成第一凹面镜606调整。在安装过程中，两颗第二顶丝603和四颗第四螺钉602均涂胶安装，可以保证整个腔室结构的密封性。

进一步的，参见图7-图8所示，第二凹面镜座7010右端对应第二凹面镜708的固定位置设置有镶镜孔7012，第二凹面镜座7010右端镶镜孔7012的外侧设置有固定孔7011，第二凹面镜708与压片705之间设置有胶垫704，起到保护镜片作用，压片705通过三颗第六螺钉706穿进固定孔7011固定在第二凹面镜座7010上，第二凹面镜总成700可沿圆球707中心进行自由旋转调整角度。

进一步的，每组第二凹面镜座7010分别由三颗第五螺钉703和三颗第四顶丝702固定在主壳体1010上。

圆球707将第二凹面镜总成700和主壳体1010位置完全对准，通过调整三颗第五螺钉703的松紧对第二凹面镜总成700的姿态进行调整，调整完成后，锁紧三颗第四顶丝702。如果需要更换第二凹面镜708，只需拆下三颗第五螺钉703、三颗第四顶丝702，拿出第二凹面镜总成700，拆开更换第二凹面镜708，更换后再一次装好。只需重新调整三颗第五螺钉703松紧，对第二凹面镜总成700姿态进行调整，调整完成后，锁紧三颗第四顶丝702。以上三颗第五螺钉703与三颗第四顶丝702安装时涂胶，保证气体吸收池密封性。

进一步的，第一凹面镜606和第二凹面镜708镜面均为表面镀银凹球面镜，用以反射光线。

本实用新型气体从进气接头4进入密封腔体，从出气接头5出密封腔体，光源305发光，光线分别在两组第二凹面镜708、第一凹面镜606来回反射，最后射出到探测器203上。过程中，光线反射次数越多，则光程越长，单位体积的气体对光的吸收就更多，气体吸收池的检测范围、灵敏度和分辨率就越好。通过第一凹面镜606和两组第二凹面镜708的光路设计，对光源305、探测器203位置角度调整，本方案设计可在距离L不变的情况下实现更多的反射，最长可达到4.8米的光程。此外通过此镜片布局设计，在保证光程的同时，缩小了气体吸收池腔体体积，在有少量气体时也能检测出来，提高了气体吸收池的灵敏性和检测下限。气体吸收池体积缩小对相关检测仪器开发至关重要，可开发出便于携带检测的气体检测仪器，拓展使用场景和提高操作性。

以上仅为实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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)

1.一种便于调装的长光程小型气体吸收池，其特征在于：包括壳体总成（100），设置在所述壳体总成（100）外部侧边的探测器总成（200）、光源总成（300）、进气接头（4）和出气接头（5），设置在所述壳体总成（100）内部侧边的第一凹面镜总成（600）和第二凹面镜总成（700）；所述进气接头（4）与所述出气接头（5）安装在所述壳体总成（100）的前侧，所述探测器总成（200）与所述光源总成（300）安装在所述壳体总成（100）的右侧；所述壳体总成（100）包括主壳体（1010）与上盖（103）组成的密封腔体；所述探测器总成（200）包括设置在所述主壳体（1010）上的探测器座（202）和固定在所述探测器座（202）上的探测器（203）；所述光源总成（300）包括从内到外依次设置在所述主壳体（1010）上的空心球（301）和光源座（303），固定在所述光源座（303）上的光源（305）；所述第一凹面镜总成（600）包括第一凹面镜座（6010）和设置在所述第一凹面镜座（6010）上的第一凹面镜（606），所述第一凹面镜座（6010）中部设置有滚轴槽（6011），所述滚轴槽（6011）内安装有滚轴（604）；所述第二凹面镜总成（700）为两组，每组所述第二凹面镜总成（700）包括第二凹面镜座（7010）、设置在所述第二凹面镜座（7010）左端的圆球（707）、设置在所述第二凹面镜座（7010）右端的第二凹面镜（708）和设置在所述第二凹面镜（708）外端的压片（705）。

2.根据权利要求1所述的便于调装的长光程小型气体吸收池，其特征在于：所述主壳体（1010）与所述上盖（103）之间设置有第一密封圈（102），所述主壳体（1010）与所述上盖（103）通过四个角上的第一螺钉（104）固定。

3.根据权利要求2所述的便于调装的长光程小型气体吸收池，其特征在于：所述主壳体（1010）与所述探测器座（202）之间设置有第二密封圈（201），所述探测器座（202）通过第二螺钉（204）固定在所述主壳体（1010）上。

4.根据权利要求3所述的便于调装的长光程小型气体吸收池，其特征在于：所述主壳体（1010）与所述光源座（303）之间设置有第三密封圈（302），所述光源座（303）通过第一顶丝（304）和第三螺钉（306）固定在所述主壳体（1010）上。

5.根据权利要求4所述的便于调装的长光程小型气体吸收池，其特征在于：所述第一凹面镜座（6010）上下前后的端面上设置有顶丝孔（6012），通过第三顶丝（605）与所述第一凹面镜（606）固定，所述第一凹面镜座（6010）通过第四螺钉（602）和第二顶丝（603）固定在所述主壳体（1010）上。

6.根据权利要求5所述的便于调装的长光程小型气体吸收池，其特征在于：所述第二凹面镜座（7010）右端对应所述第二凹面镜（708）的固定位置设置有镶镜孔（7012），所述第二凹面镜座（7010）右端所述镶镜孔（7012）的外侧设置有固定孔（7011），所述第二凹面镜（708）与所述压片（705）之间设置有胶垫（704），所述压片（705）通过第六螺钉（706）穿进所述固定孔（7011）固定在所述第二凹面镜座（7010）上。

7.根据权利要求6所述的便于调装的长光程小型气体吸收池，其特征在于：每组所述第二凹面镜座（7010）分别由第五螺钉（703）和第四顶丝（702）固定在所述主壳体（1010）上。

8.根据权利要求7所述的便于调装的长光程小型气体吸收池，其特征在于：所述第一凹面镜（606）和所述第二凹面镜（708）镜面均为表面镀银凹球面镜。

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