CN215297134U - 一种大气环境检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种大气环境检测装置，激光发射器、光束处理装置、第一反光镜、接收物镜以及分光棱镜。光束处理装置包括垂直光路镜筒，光路镜筒内同轴设置扩束镜以及光路准直组件且拐角处设置第二反光镜。激光发射器的发光处与光路镜筒的进光端连接；接收物镜的进光端开设与光路镜筒的出光端连接的通孔，接收物镜的前端设置第一反光镜，同时，接收物镜的出光端正对分光棱镜。本实用新型所揭示的一种大气环境检测装置，通过设置垂直的光路镜筒连接激光发射器以及接收物镜，同时在接收物镜的前端的中心处设置第一反光镜用于发射激光以及接收物镜采用反光设计，将光程缩短，结构紧凑，缩小了检测装置的体积，便于检测以及移动与运输。

Description

一种大气环境检测装置

技术领域

本实用新型涉及检测设备领域，更具体涉及一种大气环境检测装置。

背景技术

随着人类的工业化以及城市化进程越来越快，大气污染问题成了人类社会亟需解决的问题。大气污染物根据形成过程分类可分为一次污染物和二次污染物。二次污染物则是由一次污染物经过反应后形成的新的污染物，毒性要强于第一次污染物。大气污染物包括粉尘、烟、雾等小颗粒状的污染物，也包括二氧化碳、一氧化碳等气态污染物。目前，以PM2.5和O₃为特征的区域性复合型的大气污染日益突出，严重制约社会经济的可持续发展以及威胁人民群众的身体健康，因此对大气环境的检测显得至关重要。

由于光的穿透性强以及反射性好，在大气检测领域，通常会使用光学系统对大气中的颗粒物进行检测，激光射入至大气中，遇到颗粒物后反射，此时需要使用接收物镜对反射回来的光线进行接收分析，以此来实现对大气中的颗粒物的参数进行收集。现有技术中的大气环境检测装置通常体积较大，环境适应性不强，不便于移动以及运输，同时，现有的大气环境检测装置通常采用特制的非球面透镜，增加制造成本。

有鉴于此，有必要对现有技术中的大气环境检测装置予以改进，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于公开一种大气环境检测装置，用于解决背景技术中，现有的大气环境检测装置体积较大，环境适应性不强，不便于移动及运输以及制造成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种大气环境检测装置，其特征在于，包括：激光发射器、光束处理装置、第一反光镜、接收物镜以及分光棱镜；

所述光束处理装置包括垂直的光路镜筒，所述光路镜筒设置进光端以及出光端，所述光路镜筒内同轴设置扩束镜以及光路准直组件，同时所述光路镜筒的拐角处设置第二反光镜；

所述激光发射器的发光处与所述光路镜筒的进光端连接；

所述接收物镜的进光端开设与所述光路镜筒的出光端连接的通孔，所述接收物镜的前端设置第一反光镜，同时，所述接收物镜的出光端正对分光棱镜；

所述第一反光镜和第二反光镜正对设置。

作为本实用新型的进一步，所述第一反光镜设置于所述接收物镜的几何中心位置且反光面与所述接收物镜的轴线的夹角为45°。

作为本实用新型的进一步，所述光路准直组件依次包括进光凸透镜、折射凹透镜以及出光凸透镜。

作为本实用新型的进一步，所述接收物镜包括：第一镜筒、第二镜筒以及开设有中心孔的固定板，所述第二镜筒由所述固定板的中心孔夹持并固定于所述第一镜筒的后端且与所述第一镜筒呈同轴设置，其中，第二镜筒直径小于所述第一镜筒直径；

所述第一镜筒的前端由前向后依次设置有玻璃片以及第一凸透镜，同时，所述第一镜筒的后端设置校正透镜，所述第一凸透镜以及所述校正透镜的后端面均涂覆反射层；

所述第二镜筒的内部由前向后依次设置准直光学单元以及偏心机构，且所述第二镜筒的前端夹持抗干扰装置。

作为本实用新型的进一步，所述抗干扰装置包括：本体、环状凸起部以及夹持部，所述本体为筒状结构且沿轴向方向呈渐变性径向收缩，所述本体的最小轴径端口处沿轴线方向向外凸伸设置夹持部，所述本体的外壁沿径向向外凸伸若干个环状凸起部，所述环状凸起部沿所述本体的轴向方向呈相同间距分布且所述环状凸起部的表面作哑光处理。

作为本实用新型的进一步，所述第一镜筒的内壁表面呈凹凸不平设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过设置垂直的光路镜筒连接激光发射器以及接收物镜，同时在接收物镜的前端的几何中心位置设置第一反光镜用于发射激光以及接收物镜采用反光设计，将光程缩短三倍，使得结构紧凑，缩小了检测装置的体积，便于检测以及移动与运输。同时，通过合理的设计使得所有的镜片均采用球面透镜，大大降低了制造成本，提高了经济效益。

附图说明

图1为本实用新型所揭示的一种大气环境检测装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中的接收物镜的第一镜筒的放大示意图；

图3为图1中的接收物镜的第二镜筒的放大示意图；

图4为图1中的接收物镜的抗干扰装置的放大示意图；

图5为图1中的光束处理组件的放大示意图；

图6为图5中的光路准直组件的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

需要理解的是，在本申请中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”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技术方案和简化描述，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技术方案的限制。

在详细阐述本实用新型所公开的一种大气环境检测装的具体实施例之前，有必要涉及的技术概念予以具体的说明。本实施例所公开的一种大气环境检测装置的具体结构参图1所示。表示空间方位的术语“前端”、“后端”、“前方”、“后方”均是相对于图1中第一镜筒10的中轴线而言，沿着第一镜筒10中轴线箭头103方向为由“前端”向“后端”方向。

请参图1至图6所示出的本实用新型所揭示的一种大气环境检测装置的一种具体实施方式。

本实用新型所揭示的一种大气环境检测装置，其包括：激光发射器40、光束处理装置、第一反光镜60、接收物镜以及分光棱镜70。光束处理装置包括呈垂直设置的光路镜筒50，光路镜筒50设置径直段51以及与径直段51扣合连接的垂直段52。光路镜筒50设置有进光端以及出光端，其中进光端处设置扩束镜53。垂直段52与径直段51的连接处设置光路准直组件54以及垂直段52的垂直拐角处形成的收容空间内设置第二反光镜55，其中，光路准直组件54由前向后依次设置出光凸透镜543、折射凹透镜542以及进光凸透镜541。扩束镜53与光束准直组件54呈同轴设置，且第二反光镜55的中心点位于扩束镜53以及光束准直组件54的轴线上。激光发射器40包括发光处41，发光处41与光路镜筒50的进光端连接。

根据图1至图4所示，本实用新型中的接收物镜包括：第一镜筒10、第二镜筒20以及开设有中心孔的固定板13。第一镜筒10的内壁107表面呈凹凸不平设置，第一镜筒10的筒体的后端102设置第二限位阶梯105，固定板13卡设在第二限位阶梯105内，并通过第二压圈14固定。第一镜筒10的前端101设置第一限位阶梯104，第一限位阶梯104中卡设第一凸透镜11。第一凸透镜11的前方设置用于保护接收物镜的玻璃片17并通过第一压圈15固定。第一镜筒10的后端102设置校正透镜12，校正透镜12位于固定板13的前方且贴合于固定板13设置，校正透镜12的几何中心处开设有通孔。

第一凸透镜11为球面镜，校正透镜12用于消除第一凸透镜11产生的球差。

第一凸透镜11以及校正透镜12的后端面均涂覆反射层。

本实施例中，第二镜筒20穿过固定板13的中心孔与矫正镜12的通孔，由固定板13和校正透镜12共同夹持并固定于第一镜筒10的后端102，同时，第二镜筒20和第一镜筒10呈同轴设置。值得说明的是，第二镜筒20的直径小于第一镜筒10的直径，第二镜筒20的前段收容于第一镜筒10的内腔106中，第二镜筒20的后段凸伸出第一镜筒10。

参图1及图3所示，第二镜筒20由前端向后端依次同轴设置准直光学单元以及偏心机构24。其中，准直光学单元由前向后依次包括第二凸透镜21以及第三凸透镜22，偏心机构24的轴线上设置有用于选择中心光路的光阑242。第二镜筒20的筒体的前端设置第三限位阶梯205，第二凸透镜21以及第三凸透镜22卡设在第三限位阶梯205内，同时通过第四压圈202固定。偏心机构24的筒体收容于第二镜筒20的腔体206中，同时，通过第五压圈204并通过螺栓连接将偏心机构24固定于第二镜筒20的后端。第二镜筒20的外壁上环设有限位部201，限位部201与第三压圈16共同固定第二镜筒20。

参图1及图5所示，第二镜筒20的前端夹持抗干扰装置，抗干扰装置包括：本体30、环状凸起部32以及夹持部31。本体30为筒状结构且沿轴向方向呈渐变式径向收缩，本体30的最小轴径的端口处沿轴线方向向外凸伸形成夹持部31，本体30的外壁沿径向向外凸伸若干个环状凸起部32，环状凸起部32沿本体30的轴向方向呈相同间距分布。环状凸起部32的凸起距离从本体30的最小轴径端向最大轴径端逐渐减小并收拢于本体30最大轴径端的端口处。所有环状凸起部32的表面均作哑光处理，优选的，抗干扰装置的所有表面均作哑光处理，同时，该抗干扰装置使用金属铝制作。

参图1所示，玻璃片17以及第一凸透镜11形成密闭空间，密闭空间内的中心处设置第一反光镜60且第一反光镜60的反光面与接收物镜的轴线的夹角为45°，同时，第一镜筒10的上端开设与光路镜筒50相适配的通孔，光路镜筒50的出光端通过螺栓连接至第一镜筒10的通孔处，此时，第一反光镜60与第二反光镜55呈正对设置。接收物镜的出光端设置分光棱镜70。

根据图1所示，对本实用新型的实际应用作具体描述，激光发射器40的发光处41向光路镜筒50内发射激光，光线经过扩束镜53扩束整形后，穿过通道501进入光束准直组件54，光束经过准直整形后由第二反光镜55反射至第一反光镜60处，第一反光镜60将光线反射至需要检测的大气环境中。

光路经大气中的颗粒物反射后，由接收物镜接收返回的光线。第一镜筒10的前端101设置为进光端，经大气颗粒物反射回来的需要收集的光线由进光端进入第一镜筒10的内腔106中，穿过玻璃片17入射至校正透镜12，校正透镜12消除光线经过第一凸透镜11后产生的球差，光线经涂覆在校正透镜12后端面的反射层进行第一次反射，光线被反射回第一凸透镜11，在光线触及涂覆在第一凸透镜11的后端面的反射层后进行第二次反射。此刻光线被反射至干扰装置的腔体34中，并射入第二镜筒20的进光端，射入第二镜筒20的光线经过准直光学单元的光线整形后，光线行进至偏心机构24，通过以轴线箭头103为基准调校偏心机构24并通过设置在偏心机构24轴线位置上的光阑242选择位于光轴上的光路。被选择的光路穿过偏心机构24的腔体241后由第二镜筒20的出光端射出，射入分光棱镜70处，分光棱镜70将接收到的光线分成需要单独分析的P光和S光。值得说明的是，第一镜筒10的内壁107呈凹凸不平设置，光线反射至第一镜筒10的内壁时便形成漫反射。

需要进一步说明的是，经过校正透镜12的反射后产生的干扰光线入射至干扰装置的环状凸起部32形成的间隔空间33中，干扰光线接触到经过哑光处理的环状凸起部32的表面时，便产生漫反射，消除了干扰光线对需要收集光线的干扰。值得注意的是，干扰装置的环状凸起部32渐变缩小形成的角度根据实际应用情况设定。

本实用新型所揭示的一种大气环境检测装置通过设置垂直的光路镜筒50连接激光发射器40以及接收物镜，同时在接收物镜的前端的中心位置设置第一反光镜60用于发射激光以及接收物镜采用反光设计，将光程缩短三倍，使得结构紧凑，缩小了检测装置的体积，便于检测以及移动与运输。同时，通过合理的设计使得所有的镜片均采用球面透镜，大大降低了制造成本，提高了经济效益。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种大气环境检测装置，其特征在于，包括：激光发射器、光束处理装置、第一反光镜、接收物镜以及分光棱镜；

所述光束处理装置包括垂直的光路镜筒，所述光路镜筒设置进光端以及出光端，所述光路镜筒内同轴设置扩束镜以及光路准直组件，同时所述光路镜筒的拐角处设置第二反光镜；

所述激光发射器的发光处与所述光路镜筒的进光端连接；

所述接收物镜的进光端开设与所述光路镜筒的出光端连接的通孔，所述接收物镜的前端设置第一反光镜，同时，所述接收物镜的出光端正对分光棱镜；

所述第一反光镜和第二反光镜正对设置。

2.根据权利要求1所述的大气环境检测装置，其特征在于，所述第一反光镜设置于所述接收物镜的中心位置且反光面与所述接收物镜的轴线的夹角为45°。

3.根据权利要求1所述的大气环境检测装置，其特征在于，所述光路准直组件依次包括进光凸透镜、折射凹透镜以及出光凸透镜。

4.根据权利要求1所述的大气环境检测装置，其特征在于，所述接收物镜包括：第一镜筒、第二镜筒以及开设有中心孔的固定板，所述第二镜筒由所述固定板的中心孔夹持并固定于所述第一镜筒的后端且与所述第一镜筒呈同轴设置，其中，第二镜筒直径小于所述第一镜筒直径；

所述第一镜筒的前端由前向后依次设置有玻璃片以及第一凸透镜，同时，所述第一镜筒的后端设置校正透镜，所述第一凸透镜以及所述校正透镜的后端面均涂覆反射层；

所述第二镜筒的内部由前向后依次设置准直光学单元以及偏心机构，且所述第二镜筒的前端夹持抗干扰装置。

5.根据权利要求4所述的大气环境检测装置，其特征在于，所述抗干扰装置包括：本体、环状凸起部以及夹持部，所述本体为筒状结构且沿轴向方向呈渐变性径向收缩，所述本体的最小轴径端口处沿轴线方向向外凸伸设置夹持部，所述本体的外壁沿径向向外凸伸若干个环状凸起部，所述环状凸起部沿所述本体的轴向方向呈相同间距分布且所述环状凸起部的表面作哑光处理。

6.根据权利要求4所述的大气环境检测装置，其特征在于，所述第一镜筒的内壁表面呈凹凸不平设置。

Images