CN215064884U - 一种低光学噪声光电测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种低光学噪声光电测量装置，属于光电测量技术领域，包括壳体，所述壳体内部中空设置，所述壳体的一端开口设置，所述壳体内部设置有收光透镜和光电测量器，所述收光透镜和光电测量器沿远离壳体开口的方向依次设置，所述光电测量器所在平面与收光透镜所在平面之间设置有夹角。本申请具有提高光强测量的精度的效果。

Description

一种低光学噪声光电测量装置

技术领域

本申请涉及光电测量技术领域，尤其是涉及一种低光学噪声光电测量装置。

背景技术

在光电测量过程中，一般使用光电测量器将光信号转化成电信号进行测量，例如光电二极管就是将入射光子的能量吸收进而转化为光电流，随后即可通过测量电流强度达到测量入射光能量的目的。

为了能够更有效地吸收入射光的能量，通常使用透镜等光学系统将入射光聚集到光电测量器上，但是在透镜与光电测量器之间不可避免会产生Etalon效应，进而产生光学噪声，降低了光强测量的精度。

实用新型内容

为了提高光强测量的精度，本申请提供一种低光学噪声光电测量装置。

本申请提供的一种低光学噪声光电测量装置，采用如下的技术方案：

一种低光学噪声光电测量装置，包括壳体，所述壳体内部中空设置，所述壳体的一端开口设置，所述壳体内部设置有收光透镜和光电测量器，所述收光透镜和光电测量器沿远离壳体开口的方向依次设置，所述光电测量器所在平面与收光透镜所在平面之间设置有夹角。

通过采用上述技术方案，在进行光强测量的时候，入射光通过壳体的开口射入壳体内部，首先通过透镜对入射光进行汇集，被汇集的入射光聚焦在光电测量器上，光电测量器感受到光信号，进而转化为电信号，从而输出电信号，此时工作人员通过测量输出的电信号，即可测算出入射光的光照强度，在光电测量器感受到光信号的过程中，由于光电测量器所在平面与收光透镜所在平面之间具有夹角，因此有效的降低了光电测量器与收光透镜之间的Etalon效应，从而降低了光电测量器在接受光信号的过程中产生的光学噪声，进而有效的提高了测量的光照强度的精度。

可选的，夹角的范围为5°-15°。

通过采用上述技术方案，随着光电测量器偏转的角度越大，光电测量器与收光透镜之间的Etalon效应越来越小，产生的光学噪声也越小，但是随着光电测量器偏转的角度增大，光电测量器接收到的光照信号也越弱，当夹角在5°-15°的范围内时，能够保证在尽量降低光学噪声的同时，尽可能的接受到更多的光照信号，从而具有较好的实用性。

可选的，还包括管体，所述管体上设置有连接件，所述连接件用于连接管体与壳体。

通过采用上述技术方案，在光强测量的过程中，当激光通过管体时，管体内的气体对特定波长的光进行吸收，从而导致该波长的光强降低，通过测量光强信号，即可获得管体内部的气体成分信息。

可选的，所述固定件包括法兰盘，所述法兰盘的一端与管体固定连接，所述法兰盘的另一端与壳体开口的一端连接。

通过采用上述技术方案，在将壳体安装至管体上的时候，首先将法兰盘的一段安装在管体上，然后在将法兰盘的另一端与壳体连接，即完成壳体与管体的安装。

可选的，所述法兰盘上设置有紧固件，所述紧固件用于限定壳体在法兰盘上的位置。

通过采用上述技术方案，在完成壳体与管体的连接与安装之后，通过紧固件对壳体在法兰盘上的位置进行紧固限定，从而有效的降低了工作过程中，壳体从法兰盘上脱落的风险，提高了装置在使用过程中的可靠性。

可选的，所述紧固件包括卡箍，所述卡箍套设在法兰盘，所述卡箍用于收紧法兰盘靠近壳体的一端。

通过采用上述技术方案，在连接壳体与法兰盘的过程中，首先将壳体与法兰盘对齐，随后通过卡箍将法兰盘与壳体之间箍紧，达到固定壳体在法兰盘上的位置的目的。

可选的，所述卡箍与法兰盘之间设置有密封圈，所述密封圈用于密封卡箍与壳体之间的间隙。

通过采用上述技术方案，在完成壳体与法兰盘的安装之后，通过密封圈对法兰盘与壳体之间的间隙进行密封，从而有效的减少了外界气体进入管体内，对管体内的稀有气体造成污染，从而保障了光照强度测量的精度。

可选的，所述壳体上设置有滤光片，所述滤光片位于收光透镜远离光电测量器的一侧。

通过采用上述技术方案，在使用光电测量装置进行光强测量的时候，环境中的杂散光，如太阳光以及灯光等发光源对测量信号具有一定程度的影响，此时通过滤光片对杂散光进行遮挡，从而进一步提高了光强测量的精度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过倾斜光电测量器，达到降低光电测量器与收光透镜之间的Etalon效应的目的，提高了光照强度测量的精度；

2.通过卡箍与密封圈，提高了壳体与法兰盘之间的密封效果，进而提高了装置的测量；

3.通过滤光镜过滤干扰光，进一步提高了光照测量的精度。

附图说明

图1是本申请实施例一的整体结构示意图；

图2是本申请实施例一图1中壳体的剖视图；

图3是本申请实施例一图1中壳体以及连接管的爆炸结构示意图；

图4是本申请实施例滤光板的爆炸结构示意图；

图5是本申请实施例而的爆炸结构示意图。

附图标记说明：1、壳体；11、收光透镜；12、光电测量器；2、管体；3、连接件；31、固定盘；32、安装盘；33、连接管；34、连接螺栓；35、第一连接套筒；36、第二连接套筒；37、安装管；4、紧固件；41、卡边；42、卡槽；43、手柄；44、密封圈；5、滤光片。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种低光学噪声光电测量装置。

参照图1、2，一种低光学噪声光电测量装置，包括壳体1，壳体1内部中空设置，壳体1的一端开口设置，壳体1内部安装有收光透镜11和光电测量器12，收光透镜11的外边缘与壳体1内壁之间通过密封胶密封固定，从而使壳体内部形成密闭空间。收光透镜11和光电测量器12沿远离壳体1开口的方向依次设置，光电测量器12与收光透镜11之间的距离为收光透镜11的焦距。在对光照强度进行测量的时候，光照从壳体1开口处射入，随后经过收光透镜11，收光透镜11为凸透镜，从而对光线具有聚拢的效果，经过聚集的光线汇集到光电测量器12的表面，光电测量器12感应到光信号，随后即可转化为对应强度的电信号，然后输出对应的电信号，工作人员接收电信号，从而得到待测光的光照强度。

在此过程中，待测光的光线经过收光透镜11后汇聚到光电测量器12上，光电测量器12表面接受光信号的同时，不可避免的会反射一部分光，反射光与入射光之间相互抵消，即Etalon效应，从而在光电测量器12与收光透镜11之间产生光学噪声，影响到光电测量器12接收到的光信号，进而影响了后续光电测量器12传输的电信号，导致测量的精度下降。

参照图1、2，光电测量器12所在平面与收光透镜11所在平面之间设置有夹角。通过收光透镜11射到光电测量器12表面上的光线，必然会被光电测量器12反射一部分，通过倾斜放置的光电测量器12，从而使反射的光线与入射光之间呈一定的角度，从而有效的降低了反射光与入射光之间的Etalon效应，降低了光学噪声，从而提高了光电测量的精度。

参照图2，夹角的范围为5°-15°。根据Etalon效应，在夹角为锐角的前提下，角度越大Etalon效应的影响越小，产生的光学噪声越小；但是光电测量器12倾斜的角度越大，光电测量器12在收光透镜11所在平面上的投影就越小，因此能够接受光信号的面积也就越小，而由于光电测量器12的面积较小，只有1mm²-3mm²，为了能够提高光电测量的精度，需要光电测量器12在收光透镜11所在平面的投影面积尽可能大，因此测量精度与夹角的大小并非线性关系。综合考虑加工成本等因素，将夹角的选取范围定为5°-15°，作为本申请实施例的一种实施方式，夹角的角度选为10°。

参照图1、3，光电测量装置还包括管体2，管体2上设置有连接件3，连接件3用于连接管体2与壳体1。在光强测量的过程中，当激光通过管体时，管体内的气体对特定波长的光进行吸收，从而导致该波长的光强降低，通过测量光强信号，即可获得管体内部的气体成分信息。

作为本申请的连接件3的一种实施方式，参照图3，连接件3选为法兰盘，法兰盘包括固定盘31和安装盘32。壳体1与管体2之间设置有连接管33，连接管33的一端与管体2连通，另一端与壳体1连通；固定盘31同轴套设在管体2靠近连接管33的端部，固定盘31与管体2之间焊接固定，安装盘32同轴套设在连接管33靠近管体2的端部，安装盘32与连接管33之间焊接固定，安装盘32与固定盘31之间通过连接螺栓34固定连接。

参照图3、4，连接管33上设置有紧固件4，紧固件4用于限定壳体1在法兰盘上的位置，紧固件4包括卡箍。连接管33远离安装盘32的一端以及壳体1靠近连接管33的一端均焊接有卡边41，卡箍的内壁上沿连接管33的周向开设有供卡边41卡入的卡槽42，卡箍上安装有手柄43，通过旋转手柄43从而将卡箍收紧，进而将连接管33与壳体1紧固连接。

参照图3，卡箍与法兰盘之间设置有密封圈44，密封圈44用于密封卡箍与壳体1之间的间隙。密封圈44为橡胶材质的密封圈44，在对壳体1与连接管33进行连接安装固定的时候，首先带动壳体1运动，使壳体1与连接管33的端部对准，随后带动卡箍运动，使卡边41位于卡槽42内，随后通过旋转手柄43即可带动卡箍箍紧，在此过程中，橡胶密封圈44对卡边41之间的缝隙以及卡箍与壳体1之间的缝隙进行密封，从而有效的提高了装置的气密性，避免了在测量过程中，气体进入管体2内部，对测量结果造成影响，进一步保障了光照强度测量的精度。

参照图4，壳体1上设置有滤光片5，滤光片5位于收光透镜11远离光电测量器12的一侧，滤光片5与壳体1开口的大小相适配，滤光片5与壳体1之间通过螺栓连接的方式可拆卸连接，针对不同测试条件下可能存在的不同的干扰光，更换不同材质的滤光片5，即可有效的提高测量的精度。

作为本申请的连接件3的另一种实施方式，参照图5，连接件3设置为螺纹套筒，螺纹套筒包括第一连接套筒35和第二连接套筒36。第一连接套筒35的内径与管体2的外径相适配，第一连接套筒35的内壁上开设有内螺纹，管体2的外壁上开设有与之相适配的外螺纹；第二连接套筒36转动套设在第一连接套筒35远离管体2的一端，壳体1的开口端同轴焊接固定有安装管37，第二连接套筒36的内径与安装管37的外径相适配，第二连接套筒36的内壁上开设有内螺纹，安装管37的外壁上开设有与之像适配的外螺纹。

在将壳体1安装至管体2上时，首先带动第一连接套筒35朝向管体2运动，转动第一连接套筒35，使第一连接套筒35与管体2螺纹连接，随后带动壳体1朝向第二连接套筒36运动，并使用带动第二套筒转动，即可完成壳体1与管体2的连接安装。

本申请实施例一种低光学噪声光电测量装置的实施原理为：

在进行光强测量的时候，入射光通过壳体1的开口射入壳体1内部，首先通过透镜对入射光进行汇集，被汇集的入射光聚焦在光电测量器12上，光电测量器12感受到光信号，进而转化为电信号，从而输出电信号，此时工作人员通过测量输出的电信号，即可测算出入射光的光照强度，在光电测量器12感受到光信号的过程中，由于光电测量器12所在平面与收光透镜11所在平面之间具有夹角，因此有效的降低了光电测量器12与收光透镜11之间的Etalon效应，从而降低了光电测量器12在接受光信号的过程中产生的光学噪声，进而有效的提高了测量的光照强度的精度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低光学噪声光电测量装置，其特征在于：包括壳体(1)，所述壳体(1)内部中空设置，所述壳体(1)的一端开口设置，所述壳体(1)内部设置有收光透镜(11)和光电测量器(12)，所述收光透镜(11)和光电测量器(12)沿远离壳体(1)开口的方向依次设置，所述光电测量器(12)所在平面与收光透镜(11)所在平面之间设置有夹角。

2.根据权利要求1所述的一种低光学噪声光电测量装置，其特征在于：夹角的范围为5°-15°。

3.根据权利要求1所述的一种低光学噪声光电测量装置，其特征在于：还包括管体(2)，所述管体(2)上设置有连接件(3)，所述连接件(3)用于连接管体(2)与壳体(1)。

4.根据权利要求3所述的一种低光学噪声光电测量装置，其特征在于：所述连接件（3）包括法兰盘，所述法兰盘的一端与管体(2)固定连接，所述法兰盘的另一端与壳体(1)开口的一端连接。

5.根据权利要求4所述的一种低光学噪声光电测量装置，其特征在于：所述法兰盘上设置有紧固件(4)，所述紧固件(4)用于限定壳体(1)在法兰盘上的位置。

6.根据权利要求5所述的一种低光学噪声光电测量装置，其特征在于：所述紧固件(4)包括卡箍，所述卡箍套设在法兰盘上，所述卡箍用于收紧法兰盘靠近壳体(1)的一端。

7.根据权利要求6所述的一种低光学噪声光电测量装置，其特征在于：所述卡箍与法兰盘之间设置有密封圈(44)，所述密封圈(44)用于密封卡箍与壳体(1)之间的间隙。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种低光学噪声光电测量装置，其特征在于：所述壳体(1)上设置有滤光片(5)，所述滤光片(5)位于收光透镜(11)远离光电测量器(12)的一侧。

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