光学气体吸收池及光学气体传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种光学气体吸收池及光学气体传感器，涉及气体检测与分析装置技术领域。该光学气体吸收池包括对壳体进行支撑，且用于连通壳体的内腔与外界的支撑棒；该光学气体传感器包括激光发射装置、上述光学气体吸收池和用于数据处理的信号处理装置。待检测气体从支撑棒一端的进气通气孔中沿其周向环绕进气，从而提高了气体吸收腔内的气体置换速率且气体置换充分无死角，解决了现有技术中存在的光学传感器响应速度慢、检测效率低的技术问题。

Optical gas absorption cell and optical gas sensor

The utility model provides an optical gas absorption pool and an optical gas sensor, relating to the technical field of gas detection and analysis devices. The optical absorption gas pool includes support for housing, and housing for communicating the inside and outside of the supporting rod; the optical gas sensor includes a laser emitting device, the optical absorption of gas pool and signal processing device for data processing. The detected gas from the inlet end of the support rod to surround the vent inlet along the edge, so as to improve the gas absorption and gas replacement rate of gas replacement cavity fully without end, solves the technical problems of slow speed and low detection efficiency response of optical sensor in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
光学气体吸收池及光学气体传感器
本技术涉及气体检测与分析装置
，尤其涉及一种光学气体吸收池及光学气体传感器。
技术介绍
近年来，持续高发的雾霾事件促进了国家对环保的高度重视，相应的，国家增强了对工业生产中汽车、电力、化工、冶金、纺织、制药，尤其是煤矿和石油等多个行业生产过程中排放气体的监测，其中，对排放气体的检测分析至关重要。目前，对气体的检测分析主要采用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS或TDLS)，对激光器输入不同的电流和温度得到不同波长的激光，对经过待检测气体吸收后的激光进行光谱分析，得到待检测气体的各项物理参数(气体种类、气体浓度、气体温度和气体压力等)。主要应用于环境监测、工业过程控制、生物和医学研究、燃烧过程诊断分析、发动机转换效率、机动车尾气和大气痕量污染气体等领域的光谱检测。气体吸收池的结构直接关系到光线在待检测气体中的有效光程，气体吸收池内的气体置换速率决定了气体传感器的检测效率。现有的光学气体传感器的气体吸收池进气方向单一，气体吸收池中待检测气体的气体置换速率较小，导致气体传感器的响应速度慢、检测效率低。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种光学气体吸收池及光学气体传感器，以解决现有技术中存在的光学气体传感器的气体吸收池进气方向单一，光学气体吸收池中待检测气体的气体置换速率较小，导致光学气体传感器的响应速度慢、检测效率低的技术问题。本技术提供的光学气体吸收池，包括壳体和支撑棒，所述壳体设有进气部和出气部，所述进气部上开设有进气孔，所述出气部上开设有出气孔；所述支撑棒插接于所述壳体的内腔，所述支撑棒一端为进气插接端，另一端为出气插接端；所述进气插接端沿其轴向开设有进气通道，所述进气通道与所述进气孔连通，所述出气插接端沿其轴向开设有出气通道，所述出气通道与所述出气孔连通；所述支撑棒靠近其进气插接端的部位开设有进气通气孔，靠近其出气插接端的部位开设有出气通气孔，所述进气通气孔和所述出气通气孔均为多个，且分别沿所述支撑棒的周向分布，所述进气通气孔连通所述进气通道与所述壳体的内腔，所述出气通气孔连通所述出气通道与所述壳体的内腔。进一步的，多个所述进气通气孔沿所述支撑棒的周向均匀分布；多个所述出气通气孔沿所述支撑棒的周向均匀分布。进一步的，所述支撑棒的进气插接端穿设有入射反射镜，所述入射反射镜上设有入射窗口片；所述出气插接端穿设有出射反射镜，所述出射反射镜上设有出射窗口片，所述入射反射镜与所述出射反射镜的镜面相对设置；所述入射反射镜与所述出射反射镜之间密封连接有套筒，三者共同形成气体吸收腔。进一步的，所述壳体的进气部的内表面沿其轴向延伸有进气定位块，所述进气定位块沿其轴向开设有进气插接槽，所述进气插接槽与所述进气孔连通；所述壳体的出气部的内表面沿其轴向延伸有出气定位块，所述出气定位块沿其轴向开设有出气插接槽，所述出气插接槽与所述出气孔连通；所述支撑棒的进气插接端插接于所述进气插接槽内，所述支撑棒的出气插接端插接于所述出气插接槽内；所述入射反射镜密封套设于所述进气定位块的外周侧壁上，所述出射反射镜密封套设于所述出气定位块的外周侧壁上。进一步的，所述入射反射镜与所述套筒之间设有密封圈；所述出射反射镜与所述套筒之间设有密封圈。进一步的，所述入射窗口片和所述出射窗口片均自上向下沿竖直方向向外倾斜8°倾斜角。进一步的，所述入射窗口片和所述出射窗口片均选用CaF2结构件。进一步的，所述套筒上密封设有观察窗，所述壳体上开设有观察孔，所述观察孔与所述观察窗相对应。进一步的，所述壳体上固设有用于测量所述气体吸收腔内气体温度的温度传感器。本技术光学气体吸收池的有益效果为：本技术提供的光学气体吸收池，包括用于通入待检测气体的进气孔和用于排除壳体内气体或待检测气体的出气孔；其中，支撑棒用于支撑整个装置，且用于连通待检测气体与气体吸收腔。光学吸收池主要利用朗伯－比尔定律，即待检测气体对穿过其中的一定波长的平行光进行光强的吸收，其吸光度与待检测气体的浓度和吸收层厚度(即激光在该待检测气体中的有效光程)成正比。该光学气体吸收池中，支撑棒设置在壳体的内腔，待检测气体从支撑棒一端的进气通气孔中沿支撑棒的周向环绕一周通入，从另一端的出气通气孔中排出，气体置换速率较快，而且对壳体的内腔中的气体置换充分无死角，从而提高光学气体传感器的检测效率。本技术的另一个目的在于提供一种光学气体传感器，包括激光发射装置和上述光学气体吸收池，所述激光发射装置的激光出射口与所述光学气体吸收池的入射窗口片连接；所述光学气体吸收池的出射窗口片连接有信号处理装置，该光学气体传感器具有上述光学气体吸收池的所有技术效果，这里不再赘述。本技术光学气体传感器的有益效果为：本技术提供的光学气体传感器，其中，光学气体吸收池的工作原理上文已经做了详细描述，这里不再赘述。激光发射装置向光学气体吸收池的入射窗口片射入激光，经过光学气体吸收池后射出的激光进入信号处理装置，经处理得到待检测气体的相关浓度信息，从而实现对待检测气体的浓度检测。与光学气体吸收池相应的，该光学气体传感器的响应速度快、检测效率高。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例一提供的光学气体吸收池的主视结构示意图；图2为图1中光学气体吸收池的B－B横截面结构示意图；图3为图1中光学气体吸收池的A－A横截面结构示意图；图4为本技术实施例一提供的光学气体吸收池的立体结构示意图。图标：1－壳体；2－支撑棒；3－入射反射镜；4－出射反射镜；5－套筒；6－气体吸收腔；7－观察窗；11－进气部；12－出气部；111－进气孔；112－进气定位块；113－进气插接槽；121－出气孔；122－出气定位块；123－出气插接槽；21－进气插接端；22－出气插接端；211－进气通道；212－进气通气孔；221－出气通道；222－出气通气孔。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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技术和简化描述，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学气体吸收池，其特征在于，包括壳体(1)和支撑棒(2)，所述壳体(1)设有进气部(11)和出气部(12)，所述进气部(11)上开设有进气孔(111)，所述出气部(12)上开设有出气孔(121)；所述支撑棒(2)插接于所述壳体(1)的内腔，所述支撑棒(2)一端为进气插接端(21)，另一端为出气插接端(22)；所述进气插接端(21)沿其轴向开设有进气通道(211)，所述进气通道(211)与所述进气孔(111)连通，所述出气插接端(22)沿其轴向开设有出气通道(221)，所述出气通道(221)与所述出气孔(121)连通；所述支撑棒(2)靠近其进气插接端(21)的部位开设有进气通气孔(212)，靠近其出气插接端(22)的部位开设有出气通气孔(222)，所述进气通气孔(212)和所述出气通气孔(222)均为多个，且分别沿所述支撑棒(2)的周向分布，所述进气通气孔(212)连通所述进气通道(211)与所述壳体(1)的内腔，所述出气通气孔(222)连通所述出气通道(221)与所述壳体(1)的内腔。

【技术特征摘要】
1.一种光学气体吸收池，其特征在于，包括壳体(1)和支撑棒(2)，所述壳体(1)设有进气部(11)和出气部(12)，所述进气部(11)上开设有进气孔(111)，所述出气部(12)上开设有出气孔(121)；所述支撑棒(2)插接于所述壳体(1)的内腔，所述支撑棒(2)一端为进气插接端(21)，另一端为出气插接端(22)；所述进气插接端(21)沿其轴向开设有进气通道(211)，所述进气通道(211)与所述进气孔(111)连通，所述出气插接端(22)沿其轴向开设有出气通道(221)，所述出气通道(221)与所述出气孔(121)连通；所述支撑棒(2)靠近其进气插接端(21)的部位开设有进气通气孔(212)，靠近其出气插接端(22)的部位开设有出气通气孔(222)，所述进气通气孔(212)和所述出气通气孔(222)均为多个，且分别沿所述支撑棒(2)的周向分布，所述进气通气孔(212)连通所述进气通道(211)与所述壳体(1)的内腔，所述出气通气孔(222)连通所述出气通道(221)与所述壳体(1)的内腔。2.根据权利要求1所述的光学气体吸收池，其特征在于，多个所述进气通气孔(212)沿所述支撑棒(2)的周向均匀分布；多个所述出气通气孔(222)沿所述支撑棒(2)的周向均匀分布。3.根据权利要求1或2所述的光学气体吸收池，其特征在于，所述支撑棒(2)的进气插接端(21)穿设有入射反射镜(3)，所述入射反射镜(3)上设有入射窗口片；所述出气插接端(22)穿设有出射反射镜(4)，所述出射反射镜(4)上设有出射窗口片，所述入射反射镜(3)与所述出射反射镜(4)的镜面相对设置；所述入射反射镜(3)与所述出射反射镜(4)之间密封连接有套筒(5)，三者共同形成气体吸收腔(6)。4.根据权利要求3所述的光学气体吸收池，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：章欣，
申请(专利权)人：章欣，
类型：新型
国别省市：河南,41