一种开放式长程双光路激光探测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种开放式长程双光路激光探测装置，该装置具有一收发室，该收发室内下部对称设有两路波长不同的激光收发装置，其特征在于，所述激光收发装置中的两接收透镜对称嵌在所述的面板上，两准直发射器分别嵌设在相应的接收透镜的中心；所述的激光收发装置一路为固定窗口的激光收发装置，另一路为可调窗口的激光收发装置，该可调窗口的激光收发装置的接收透镜通过与其相匹配的镜框嵌在所述的面板上；所述的镜框为凸字形的环状结构，其头部嵌入所述面板，其翼缘由三颗螺钉穿设在所述面板的背面；每一螺钉位于所述翼缘与所述面板之间的钉杆上套设有一橡胶垫圈，分别拧动所述螺钉即改变所述镜框的翼缘与所述面板之间的夹角。

【技术实现步骤摘要】
一种开放式长程双光路激光探测装置
本技术涉及借助于激光测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料，具体涉及采用近红外半导体激光吸收光谱同时测定两种气体的装置。
技术介绍
随着我国工业水平的快速发展，在工业过程中会使用或产生越来越多的有毒有害或易燃易爆气体，一旦这些危害气体发生泄漏，会对国家财产和人生安全造成巨大的危害，如发生火灾、爆炸事故等，这些气体主要包括甲烷、一氧化碳、硫化氢、氨气等。许多的易燃易爆的危险气体是肉眼不可见，而且无色无味，因此人工巡检采样的检测方式存在严重的危险性，而且不具有实时性。而传统的电化学传感器不适于高体积分数的气体检测，此外还存在灵敏度差、易中毒、选择性差等缺点，并且均为点式检测装置，不适用于大范围环境的监测。与上述非光学方法相比，光学检测气体浓度的方法具有灵敏度高、响应速度快、不易受交叉干扰，可远距离在线测量等优势。特别是基于可调谐红外激光吸收光谱技术的开放式长程气体传感器，这类气体检测系统已经广泛的应用在我国的工业过程控制和危害气体泄漏检测、机动车尾气污染检测和大气环境痕量气体检测等领域。授权公告号为CN1888865A的专利技术专利申请公开了“开放式天然气泄漏多路监测方法和光路结构”，包括有主机箱和开放式长光程系统，主机箱上安装有激光光源和信号处理等电子学控制模块，开放式光学系统包括收发一体的光学望远镜和反射镜阵列。上述方案中主要思路是使用两台分别对应于甲烷和硫化氢在近红外光谱区的特征吸收线的近红外波段DFB半导体激光器作为光源，并通过时分复用技术，将100Hz锯齿波信号叠加在激光器的驱动电流上使激光波长分时扫描过甲烷和硫化氢气体的吸收线，再利用10KHz正弦信号进行调制，两个激光器输出的光束通过法兰耦合入1х2光开关合束，再通过1хN光开关输出到N个光学望远镜收发系统中。但是，由于不同波长激光束的发散角不同，而上述专利申请的方案却未公开准直发射器角度的调节机构，因此在两路激光指向同一个角反射镜目标时，光耦合效率较低，所采集的信号存在失真，而且两种待测气体的吸收波长差别越大失真越严重。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种开放式长程双光路激光探测装置，该装置在同时探测两种气体时的信号失真度显著降低。本技术要解决上述的问题的技术方案如下：一种开放式长程双光路激光探测装置，该装置具有一收发室，该收发室内下部对称设有两路波长不同的激光收发装置，上部设有瞄准镜，该瞄准镜位于所述的两路波长不同的激光收发装置中间；每一路所述的激光收发装置均由激光发射光路和激光接收光路组成，其中，所述的激光发射光路由准直发射器和耦合器连接组成，所述的激光接收光路由接收透镜和位于其焦点上的探测器组成；所述的收发室由矩形的盒体和上盖组成，其中所述盒体的一头为面板；其特征在于，所述激光收发装置中的两接收透镜对称嵌在所述的面板上，两准直发射器分别嵌设在相应的接收透镜的中心；所述的激光收发装置一路为固定窗口的激光收发装置，另一路为可调窗口的激光收发装置，该可调窗口的激光收发装置的接收透镜通过与其相匹配的镜框嵌在所述的面板上；所述的镜框为凸字形的环状结构，其头部嵌入所述面板，其翼缘由三颗螺钉穿设在所述面板的背面；每一螺钉位于所述翼缘与所述面板之间的钉杆上套设有一橡胶垫圈，分别拧动所述螺钉即改变所述镜框的翼缘与所述面板之间的夹角；所述的可调窗口的激光收发装置的接收透镜固定在所述镜框的中心孔内。上述方案中，所述的三颗螺钉之间相间设有三颗球面螺钉，每一球面螺钉的球面顶在所述的面板的背面。该改进方案中，所述的三颗球面螺钉与三颗螺钉形成三拉三顶的稳定结构，可防止因所述的橡胶垫圈老化等因素而引起翼缘与所述面板之间的夹角发生变化。由于本技术所述的激光收发装置一路为固定窗口的激光收发装置，另一路为可调窗口的激光收发装置，因此在安装时可根据两种待气体吸收光谱的波长分别设定两路激光收发装置中准直发射器的空间角度，使其面对同一角反射镜目标时所发出的两路激光束均为平行光，光耦合效率明显提高，所采集信号的失真度显著降低。此外，本技术可以代替用两台单光路探测装置组成的探测系统，既降低了设备投资，又减轻了操作与维护的工作量。附图说明图1～7为本技术所述开放式长程双光路激光探测装置的一个具体实施例的结构示意图，其中，图1为主视图，图2为俯视图(省略上盖和瞄准镜，且将面板沿A—A局部剖视)，图3为图2的B—B剖视图(瞄准镜未剖开)，图4为图2的C—C剖视图(瞄准镜未剖开)，图5为图2的F—F剖视图，图6为图5的D—D剖面图，图7为图5的E—E剖面图。具体实施方式参见图1～7，本装置具有一收发室，该收发室由矩形的盒体1和上盖2组成，其中所述盒体的一头为面板8，另一头为后盖板15。所述的收发室内下部对称设有两路波长不同的激光收发装置，上部设有瞄准镜9，该瞄准镜9位于所述两路波长不同的激光收发装置中间，两支承在面板8和后盖板15；每一路所述的激光收发装置均由激光发射光路和激光接收光路组成，其中，所述的激光发射光路均由用光纤5连接准直发射器3和耦合器4组成，所述的激光接收光路由接收透镜6和位于其焦点上的探测器7组成；所述激光收发装置中的两接收透镜6对称嵌在面板8的左右两边，两准直发射器3分别嵌设在相应的接收透镜6的中心。参见图1～7，所述的激光收发装置左边一路为固定窗口的激光收发装置，右边一路为可调窗口的激光收发装置，该可调窗口的激光收发装置的接收透镜6通过与其相匹配的镜框10嵌在面板8上；所述的镜框10为凸字形的环状结构，其头部嵌入所述面板8内，其翼缘由三颗螺钉11穿设在所述面板8的背面；每一螺钉11位于所述翼缘与面板8之间的钉杆上套设有一橡胶垫圈12，分别拧动三颗螺钉11即改变镜框10的翼缘与面板8之间的夹角；镜框10的中心孔内设有压环13，二者之间采用螺纹连接，接收透镜6由压环13固定在镜框10的中心孔内。为了避免因所述的橡胶垫圈老化等因素而引起翼缘与所述面板之间的夹角发生变化，三颗螺钉11之间相间还设有三颗球面螺钉19，每一球面螺钉19的球面顶在所述的面板8的背面，三颗螺钉11与三颗球面螺钉19形成三拉三顶的稳定结构。参见图1～4，两耦合器4分别由一L形支座16固定在盒体1的底面，两探测器7分别由一倒T形支座17固定在盒体1的底面。参见图1～5，所述的固定窗口的激光收发装置的接收透镜6采用常规的固定方式，具体是在面板8上开设内壁具有台阶的孔，孔内螺纹连接有另一压环13，该压环13将接收透镜6固定在所述的台阶的孔内。参见图1～5，两准直发射器3的也采用常规方式固定，其中，所述固定窗口的激光收发装置中的准直发射器3由中间带圆环的条状支架14直接固定在面板8的背面，所述可调窗口的激光收发装置中的准直发射器3由另一中间带圆环的条状支架14固定在镜框10的背面。参见图1～5，本技术所述开放式长程双光路激光探测装置的传输路径如下所述：两路波长不同的激光信号由接口孔18引入的光纤输入，一经固定窗口的激光收发装置的耦合器4耦合至准直发射器3向开放的空间发射，另一路经可调窗口的激光收发装置的耦合器4耦合至准直发射器3向开放的空间发射，遇设在远程的同一角反射镜后分别沿原路径返回；两路激光信号在往返的过程中一部分被相应的气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开放式长程双光路激光探测装置，该装置具有一收发室，该收发室内下部对称设有两路波长不同的激光收发装置，上部设有瞄准镜，该瞄准镜位于所述的两路波长不同的激光收发装置中间；每一路所述的激光收发装置均由激光发射光路和激光接收光路组成，其中，所述的激光发射光路由准直发射器和耦合器连接组成，所述的激光接收光路由接收透镜和位于其焦点上的探测器组成；所述的收发室由矩形的盒体和上盖组成，其中所述盒体的一头为面板；其特征在于，所述激光收发装置中的两接收透镜对称嵌在所述的面板上，两准直发射器分别嵌设在相应的接收透镜的中心；所述的激光收发装置一路为固定窗口的激光收发装置，另一路为可调窗口的激光收发装置，该可调窗口的激光收发装置的接收透镜通过与其相匹配的镜框嵌在所述的面板上；所述的镜框为凸字形的环状结构，其头部嵌入所述面板，其翼缘由三颗螺钉穿设在所述面板的背面；每一螺钉位于所述翼缘与所述面板之间的钉杆上套设有一橡胶垫圈，分别拧动所述螺钉即改变所述镜框的翼缘与所述面板之间的夹角；所述的可调窗口的激光收发装置的接收透镜固定在所述镜框的中心孔内。

【技术特征摘要】
1.一种开放式长程双光路激光探测装置，该装置具有一收发室，该收发室内下部对称设有两路波长不同的激光收发装置，上部设有瞄准镜，该瞄准镜位于所述的两路波长不同的激光收发装置中间；每一路所述的激光收发装置均由激光发射光路和激光接收光路组成，其中，所述的激光发射光路由准直发射器和耦合器连接组成，所述的激光接收光路由接收透镜和位于其焦点上的探测器组成；所述的收发室由矩形的盒体和上盖组成，其中所述盒体的一头为面板；其特征在于，所述激光收发装置中的两接收透镜对称嵌在所述的面板上，两准直发射器分别嵌设在相应的接收透镜的中心；所述的激光收发装置一路为固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤坤，张玉钧，崔益本，何莹，李潇毅，王立明，陈东，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：新型
国别省市：安徽,34