【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学检测
,具体涉及一种超微量气体浓度检测系统。
技术介绍
现有技术中,常采用光谱仪对气体进行浓度检测,其原理是:当红外光束穿过被测气体时,气体会吸收红外信号。由Lambert-Beer定律知,气体分子吸光度正比于吸收光程、气体分子浓度和气体分子吸收系数。而不同气体分子具有不同的气体分子吸收特征。因此,可以通过对经过气体吸收后的吸光度谱进行光谱分析来定量反演吸收气体分子浓度。然而,当气体浓度过低时,其气体分子吸光度较弱,吸收光谱表现不明显,此时可以通过增加气体分子吸收光程,以增大待测气体的吸光度。现有技术中增大光束行程的方法为球面镜反射法,如图1所示,该方法是将红外波在两组球面镜即图中的主镜1’与副镜3a’、3b’之间来回多次反射,以增大光束行程。然而,如图2所示,图中方框表示反射斑点,方框内的数字表示反射次序,由于第奇数次反射都发生在副镜3a’、3b’上,所以主镜1’上只标出了第偶数次反射的光斑。由图可见,该方法受限于球面镜的尺寸,其反射次数有限,在测量微量气体时,依然无法达到有效行程。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够增大反射行程的超微量气体浓度检测系统。为实现上述目的,本专利技术提供了以下技术方案:一种超微量气体浓度检测系统,包括光源及其耦合光路、吸收池、干涉仪和和红外探测器;所述吸收池包括两端封口的管状壳体,以及管状壳体内部设置的反射组件;所述管状壳体的其中一端面上设有入光窗口和出光窗口,所述入光窗口和出光窗口上均设有透红外波材料制成的窗片;所述入光窗口的外侧与光源及其耦合光路正对设置,所述出光窗口的外侧与干涉仪的入光 ...
【技术保护点】
一种超微量气体浓度检测系统,其特征在于:包括光源及其耦合光路(41)、吸收池、干涉仪(37)和红外探测器(39);所述吸收池包括两端封口的管状壳体(25),以及管状壳体(25)内部设置的反射组件;所述管状壳体(25)的其中一端面上设有入光窗口(29)和出光窗口(31),所述入光窗口(29)和出光窗口(31)上均设有透红外波段材料制成的窗片;所述入光窗口(29)的外侧与光源及其耦合光路(41)正对设置,所述出光窗口(31)的外侧与干涉仪(37)的入光口正对设置,干涉仪(37)的出光口与红外探测器(39)正对设置;所述管状壳体(25)的圆周面的两端分别设有进气口(33)和出气口(35);所述进气口(33)和出气口(35)均与气体浓度待测空间连通,所述进气口(33)或出气口(35)上设有用于将待测空间内的气体抽进样品吸收池的气泵(43);所述反射组件包括主镜(1)和副镜(3),所述主镜(1)由一块球面镜构成,所述副镜(3)由两块球面镜即第一球面镜(3a)和第二球面镜(3b)构成,所述主镜(1)和副镜(3)的镜面相对设置,且主镜(1)位于入光窗口(29)和出光窗口(31)所在的一端;入射光束从 ...
【技术特征摘要】
1.一种超微量气体浓度检测系统,其特征在于:包括光源及其耦合光路(41)、吸收池、干涉仪(37)和红外探测器(39);所述吸收池包括两端封口的管状壳体(25),以及管状壳体(25)内部设置的反射组件;所述管状壳体(25)的其中一端面上设有入光窗口(29)和出光窗口(31),所述入光窗口(29)和出光窗口(31)上均设有透红外波段材料制成的窗片;所述入光窗口(29)的外侧与光源及其耦合光路(41)正对设置,所述出光窗口(31)的外侧与干涉仪(37)的入光口正对设置,干涉仪(37)的出光口与红外探测器(39)正对设置;所述管状壳体(25)的圆周面的两端分别设有进气口(33)和出气口(35);所述进气口(33)和出气口(35)均与气体浓度待测空间连通,所述进气口(33)或出气口(35)上设有用于将待测空间内的气体抽进样品吸收池的气泵(43);所述反射组件包括主镜(1)和副镜(3),所述主镜(1)由一块球面镜构成,所述副镜(3)由两块球面镜即第一球面镜(3a)和第二球面镜(3b)构成,所述主镜(1)和副镜(3)的镜面相对设置,且主镜(1)位于入光窗口(29)和出光窗口(31)所在的一端;入射光束从主镜(1)一侧射入,并打在副镜(3)的第一球面镜(3a)上,经第一球面镜(3a)反射后会聚在主镜(1)上,然后依次按照第二球面镜(3b)、主镜(1)、第一球面镜(3a)、主镜(1)、第二球面镜(3b)的顺序经过多次循环反射,直至副镜(3)的反射光束偏出主镜(1)的镜面区域,副镜(3)反射的会聚光束在主镜(1)上形成多个光斑;所述主镜(1)的边缘附近还设有直角反射镜(5),所述直角反射镜(5)设置在偏出主镜(1)镜面区域的光斑对应位置处,利用直角反射镜(5)可以将光束偏移后沿原方向返回的特性,使该光斑在主镜(1)上的位置产生偏移,并使光束沿原方向返回,从而使反射次数加倍。2.根据权利要求1所述的超微量气体浓度检测系统,其特征在于:所述主镜(1)的镜面大致呈T型,T形镜面两侧的空缺区域分别构成入光口和出光口,该入光口和出光口分别与管状壳体上的入光窗口和出光窗口正对设置,入射光束从主镜(1)背后穿过入光口后打在副镜(3)的第一球面镜(3a)上,经多次反射后由第二球面镜(3b)反射至出光口;所述主镜(1)镜面两侧的空缺区域各设有一个直角反射镜(5),光束反射过程中在两个直角反射镜(5)上分别反射一次。3.根据权利要求1所述的超微量气体浓度检测系统,其特征在于:所述主镜(1)活动设置在主镜安装板(7)上,使主镜(1)的俯仰角和横向偏转角可调。4.根据权利要求3所述的超微量气体浓度检测系统,其特征在于:所述主镜安装板(7)上设有主镜侧浮动板(9),所述主镜侧浮动板(9)上设有与主镜侧浮动板(9)板面垂直的导向螺钉(15),所述导向螺钉(15)穿过主镜安装板(7)上设...
【专利技术属性】
技术研发人员:李相贤,童晶晶,李胜,王亚萍,石建国,陈军,高闽光,张玉钧,刘文清,
申请(专利权)人:中国科学院合肥物质科学研究院,
类型:发明
国别省市:安徽;34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。