一种光程可调的红外气体浓度测量结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种光程可调的红外气体浓度测量结构，可以安装在风洞装置上，实现对气流内待测气体浓度的原位测量。该测量结构包括主结构体和可调节光路通道。进光通道的外端与探测系统的光源相连，光束被传导入测量结构内，出光通道的外端与测量系统的探测器相连，吸收后的光束被传导至探测器的光敏窗口，实现了风洞内的气体浓度的实时测量。本实用新型专利技术通过调节两侧光路通道的相对距离可以改变有效吸收光程的长度，操作简单，相对于泵吸式采样，具有更快的响应时间。本实用新型专利技术的应用范围还可以扩展到其他实验装置的红外吸收法气体浓度测量。

An infrared gas concentration measurement structure with adjustable optical path

【技术实现步骤摘要】
一种光程可调的红外气体浓度测量结构
本技术涉及一种红外气体浓度测量结构，更具体地说，特别是涉及一种可安装在风洞等实验装置上的光程可调的红外气体浓度测量结构。该测量结构能够将红外气体浓度测量设备所产生的光束传导至测量结构内部，光束经气体吸收后，传导至红外气体浓度测量设备的探测器上。
技术介绍
在风洞装置中进行的红外吸收法气体浓度测量实验，缺少一种可以实现原位测量、吸收光程可调的测量结构。目前，市场上的红外气体浓度测量设备主要为泵吸式采样法，即使用真空泵将待测气体抽到吸收气室内，气室安装在光源和探测器之间。但是，该方法为入侵式测量，会影响风洞内的流场及气体浓度的分布，而且需要一定的采样时间，影响了测量结果的实时性。此外，气室的光程一般不可变，只能在单一的有效吸收光程下进行测量实验。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种可安装在风洞装置上的光程可调的红外气体浓度测量结构。本技术可以将测量结构外部的光源所发出的红外光束传导至测量结构内部，光束在穿过测量区域时被待测气体部分吸收，再被传导至测量结构另一侧外部的探测器光敏窗口，且可以通过改变进光通道和出光通道的相对距离实现有效吸收光程的调整，该测量结构可以用于风洞等实验装置中的红外吸收法气体浓度原位测量实验。本技术采用的技术方案如下：一种光程可调的红外气体浓度测量结构，该测量结构包括：主结构体和可调节光路通道。主结构体安装在风洞等实验装置上，用于对气流中气体浓度进行实时测量；可调节光路通道包括进光通道和出光通道，均安装有氟化钡窗片；进光通道的外端与探测系统的光源相连，将红外光束传导进测量结构，出光通道的外端与测量系统的探测器相连，吸收后的光束将被传导至探测器的光敏窗口；通过调节两侧光路通道的相对距离可以改变有效吸收光程的长度。所述主结构体用于固定安装在风洞装置上，辅助红外气体浓度测量设备实现气体浓度的原位测量；所述可调节光路通道用于将红外光束传进测量结构内，再将出射光束传导至探测器，且有效光程可调。其中，所述主结构体由四块透明的亚克力板100通过固紧螺栓109连接、拼装成一体。其中，所述主结构体，其上下面的边缘处预留有安装孔106，可通过螺纹连接安装在风洞装置上。其中，所述可调节光路通道安装在主结构体的两个侧面上，进光通道和出光通道的中心轴在同一水平线上，其中，第一分段通道104-1的外端安装有推拉头101，光路通道与主结构体之间有金属组合密封圈103，第二分段通道104-2末端安装有红外窗片105；其中，所述推拉头101，通过连接螺纹107与光路通道固定安装。其中，所述可调节光路通道通过法兰石墨铜套直线轴承102安装在主结构体上。其中，所述金属组合密封圈103，用于保证测量结构的密封性，防止气体在连接处发生泄漏影响测量结果。其中，所述红外窗片105采用氟化钡材料，可通过的波长范围为8-14μm。其中，所述红外窗片之间的空隙用于通过待测气流，其距离即为有效吸收光程，调节范围为0-100mm；其中，所述法兰石墨铜套直线轴承102通过法兰轴承固定螺丝108安装在主结构体上。相较于现有技术，本技术实现的有益效果为：(1)本技术提供的一种光程可调的红外气体浓度测量结构，能够安装在风洞装置上使用，与传统泵吸式采样测量相比，不影响流场及气体浓度的分布，可以实现非入侵测量；(2)可以实现气体浓度的原位测量，响应速度快；(3)可以快速地改变有效吸收光程；(4)本技术的应用范围还可以扩展到其他实验装置的气体浓度测量实验中。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术的结构示意图；图2示出本技术的主视图；图3示出本技术的右视图；图4示出本技术安装在风洞装置上使用时的示意图。图中：100为亚克力板；101为推拉头；102为法兰石墨铜套直线轴承；103为金属组合密封圈；104-1为第一分段通道；104-2为第二分段通道；105为红外窗片；106为安装孔；107为连接螺纹；108为法兰轴承固定螺丝；109为固紧螺栓；110为光源；111为探测器；112为风洞装置。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。图1为本技术的结构示意图，图2、图3分别为测量结构的主视图和右视图，如图1-3所示，本技术为一种光程可调的红外气体浓度测量结构，包括主结构体和可调节光路通道。主结构体安装在风洞装置112等实验装置上，用于对气流中气体浓度进行实时测量；可调节光路通道包括进光通道和出光通道，均安装有红外窗片105；进光通道的外端与探测系统的光源110相连，将红外光束传导进测量结构内，出光通道的外端与测量系统的探测器111相连，吸收后的光束将被传导至探测器的光敏窗口；通过调节两侧光路通道的相对距离可以改变有效吸收光程的长度；所述主结构体由四块透明的亚克力板100通过固紧螺栓109连接、拼装成一体；所述主结构体，其上下面的边缘处预留有安装孔106，可通过螺纹连接安装在风洞装置上；所述可调节光路通道安装在主结构体的两个侧面上，进光通道和出光通道的中心轴在同一水平线上；所述光路通道与主结构体之间有金属组合密封圈103，用于保证测量结构的密封性，防止气体在连接处发生泄漏影响测量结果；所述可调节光路通道的第一分段通道104-1，其外端安装有推拉头101；所述可调节光路通道的第二分段通道104-2，其末端安装有红外窗片105；所述推拉头101，通过连接螺纹107与光路通道固定安装；所述可调节光路通道通过法兰石墨铜套直线轴承102安装在主结构体上；所述红外窗片105采用氟化钡材料，可通过的波长范围为8-14μm；所述红外窗片之间的空隙用于通过待测气流，其距离即为有效吸收光程，调节范围为0-100mm；所述法兰石墨铜套直线轴承102通过法兰轴承固定螺丝108安装在主结构体上。图4为本技术安装在风洞装置上使用时的示意图，通过安装孔106可将测量结构安装到风洞装置上，红外浓度测量系统的光源110和探测器111分别安装在测量结构的两侧，其中光束与可调节光路通道的中心轴重合。光束射入进光通道后穿过红外窗片105与测量结构内部的待测气体发生吸收作用，由红外窗片105进入出光通道，最后照射到探测器的光敏窗口上。采用上述光程可调的红外气体浓度测量结构，可以实现气体浓度的原位测量，响应速度快，不影响流场及气体浓度的分布。此外，还可以快速地改变有效吸收光程，方便进行不同光程下的实验研究。本技术不局限于应用在风洞设备，还可以扩展到其他实验装置的气体浓度测量实验中。以上对本技术所提供的一种光程可调的红外气体浓度测量结构进行了详细介绍，本技术中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光程可调的红外气体浓度测量结构，其特征在于：包括主结构体和可调节光路通道，主结构体安装在风洞装置上，用于对气流中气体浓度进行实时测量；可调节光路通道包括进光通道和出光通道，均安装有氟化钡窗片；进光通道的外端与探测系统的光源相连，将红外光束传导进测量结构内，出光通道的外端与测量结构的探测器相连，吸收后的光束将被传导至探测器的光敏窗口；通过调节两侧光路通道的相对距离可以改变有效吸收光程的长度；所述主结构体用于固定安装在风洞装置上，辅助红外测量设备实现气体浓度的原位测量；所述可调节光路通道用于将红外光束传到进测量结构内完成吸收作用，再将吸收后的光束传导至探测设备，且光程可调。

【技术特征摘要】
1.一种光程可调的红外气体浓度测量结构，其特征在于：包括主结构体和可调节光路通道，主结构体安装在风洞装置上，用于对气流中气体浓度进行实时测量；可调节光路通道包括进光通道和出光通道，均安装有氟化钡窗片；进光通道的外端与探测系统的光源相连，将红外光束传导进测量结构内，出光通道的外端与测量结构的探测器相连，吸收后的光束将被传导至探测器的光敏窗口；通过调节两侧光路通道的相对距离可以改变有效吸收光程的长度；所述主结构体用于固定安装在风洞装置上，辅助红外测量设备实现气体浓度的原位测量；所述可调节光路通道用于将红外光束传到进测量结构内完成吸收作用，再将吸收后的光束传导至探测设备，且光程可调。2.根据权利要求1所述光程可调的红外气体浓度测量结构，其特征在于，所述主结构体由四块透明的亚克力板(100)通过固紧螺栓(109)连接、拼装成一体。3.根据权利要求1所述光程可调的红外气体浓度测量结构，其特征在于：所述主结构体，其上下面的边缘处预留有安装孔(106)，可通过螺纹连接安装在风洞装置上。4.根据权利要求1所述光程可调的红外气体浓度测量结构，其特征在于：所述可调节光路通道安装在主结构体的两个侧面上，进光通道和出光通道的中心轴在同一水平线...

【专利技术属性】
技术研发人员：张和平，袁伟，陆松，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34