一种气体检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种气体检测装置，该气体检测装置包括：光源、气室、离轴聚焦超透镜以及多个探测器；光源用于发射第一光束，第一光束表示具有多个不同特征吸收波长的中红外波段的光；气室的入光侧表面用于接收第一光束，气室的出光侧表面用于出射第二光束；离轴聚焦超透镜用于将第二光束按不同的特征吸收波长分束为多个子光束，并将多个子光束分别聚焦至不同的探测器。通过本实用新型专利技术实施例提供的气体检测装置，仅用一片离轴聚焦超透镜便可替代传统方案中的多片滤波片，不仅可以检测气体分子是否存在，还可进一步检测其浓度大小；此外，该气体检测装置整体体积较小，扩大了可检测范围。围。围。

【技术实现步骤摘要】
一种气体检测装置


[0001]本技术涉及气体检测
，具体而言，涉及一种气体检测装置。

技术介绍

[0002]在空气质量检测中，通常需要检测混合气体中多种特定气体的存在，这些特定气体可以包括：H2S、CH4、CO2、CO、NO、CH2O、NO2、SO2等，可以利用上述气体在中红外谱段分别对应的特征吸收波长进行检测。
[0003]为了同时分析混合物中的多种气体，通常使用的方法是将带通滤波片和光学检测器相结合，通过检测特定波长的光强以确定该特定波长对应的特定气体，最终确定混合气体中所存在的特定气体种类。然而，当所需确定的特定气体的种类较多时，需要考虑大量滤波片和相对应的探测器的安装问题，该系统整体体积较大，若缩减体积将导致可检测的特定气体变少，检测范围缩小。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本技术实施例的目的在于提供一种气体检测装置。
[0005]本技术实施例提供了一种气体检测装置，包括：光源、气室、离轴聚焦超透镜以及多个探测器；所述光源用于发射第一光束，所述第一光束表示具有多个不同特征吸收波长的中红外波段的光；所述气室用于容纳待测气体；所述气室包括入光侧表面和出光侧表面；所述入光侧表面与所述出光侧表面对所述第一光束透明，所述入光侧表面用于接收所述第一光束，所述出光侧表面用于出射第二光束，所述第二光束为所述第一光束中未被所述待测气体吸收的部分；所述离轴聚焦超透镜用于接收所述第二光束，将所述第二光束按不同的特征吸收波长分束为多个子光束，并将多个所述子光束分别聚焦至不同的探测器；所述探测器用于将射入的子光束由光信号转换为电信号。
[0006]可选地，探测器包括：电荷耦合元件，或者，互补金属氧化物半导体。
[0007]可选地，气室还包括：进气口和出气口。
[0008]可选地，离轴聚焦超透镜包括多个纳米结构，所述离轴聚焦超透镜的相位分布满足：
[0009][0010]其中，i表示所述特征吸收波长λ
i
的序号，且i＝1,2,
…
,n，n表示所述特征吸收波长的总数；表示在所述离轴聚焦超透镜表面(x,y)坐标位置处的所述纳米结构，对第i种特征吸收波长的子光束所提供的相位；f表示所述离轴聚焦超透镜的焦距；α
i
表示第i种偏离角度，所述偏离角度表示射向第i个所述探测器的主光束与所述离轴聚焦超透镜之间的夹角。
[0011]可选地，第i种偏离角度α
i
满足：
[0012]其中，(u
i
,v
i
)表示以所述第i种偏离角度α
i
射出的第i种特征吸收波长的子光束的聚焦位置的坐标，所述聚焦位置表示所述第i个所述探测器上的位置。
[0013]可选地，纳米结构的材料包括：硫化锌、硒化锌、砷化镓、熔融石英、石英玻璃、冕牌玻璃、火石玻璃、蓝宝石、晶体硅或非晶硅。
[0014]可选地，该气体检测装置还包括：透镜组；所述透镜组设置在所述光源与所述气室之间；所述透镜组用于将所述光源发射的所述第一光束放大并射向所述气室。
[0015]可选地，透镜组包括：共轴设置的第一透镜与第二透镜；所述第一透镜设置在所述光源的出光侧，所述第二透镜设置在所述第一透镜的出光侧；所述第一透镜用于接收所述第一光束；所述第二透镜的物方焦平面与所述第一透镜的像方焦平面重合，且所述第二透镜的焦距大于所述第一透镜的焦距。
[0016]可选地，第一透镜与所述第二透镜均为超透镜。
[0017]本技术实施例上述方案中，仅用一片离轴聚焦超透镜便可替代传统方案中的多片滤波片，如利用该离轴聚焦超透镜进行分光，本技术实施例不仅可以检测气体分子是否存在，还可进一步检测其浓度大小，并且，该气体检测装置在一次检测中可获得多种特征吸收波长的光的强度变化，因此，可以检测气室内的多种气体分子，适用于广泛的环境空气检测；此外，该气体检测装置整体体积较小，扩大了可检测范围。
[0018]为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0019]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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1示出了本技术实施例所提供的一种气体检测装置的示意图；
[0021]图2示出了本技术实施例所提供的气体检测装置中，离轴聚焦超透镜对不同特征吸收波长的光的聚焦立体示意图；
[0022]图3示出了本技术实施例所提供的气体检测装置中，浓度与光强的曲线图；
[0023]图4示出了本技术实施例所提供的气体检测装置中，离轴聚焦超透镜向第i个探测器出射相应特征吸收波长的子光束的光路示意图；
[0024]图5示出了本技术实施例所提供的具有透镜组的气体检测装置的示意图。
[0025]图标：
[0026]1‑
光源、2
‑
气室、3
‑
离轴聚焦超透镜、4
‑
探测器、5
‑
透镜组、21
‑
进气口、22
‑
出气口、51
‑
第一透镜、52
‑
第二透镜。
具体实施方式
[0027]在本技术的描述中，需要理解的是，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”、“顺时针”、“逆时针”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。
[0028]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0029]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0030]本技术实施例提供了一种气体检测装置，参见图1所示，该气体检测装置包括：光源1、气室2、离轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体检测装置，其特征在于，包括：光源(1)、气室(2)、离轴聚焦超透镜(3)以及多个探测器(4)；所述光源(1)用于发射第一光束，所述第一光束表示具有多个不同特征吸收波长的中红外波段的光；所述气室(2)用于容纳待测气体；所述气室(2)包括入光侧表面和出光侧表面；所述入光侧表面与所述出光侧表面对所述第一光束透明，所述入光侧表面用于接收所述第一光束，所述出光侧表面用于出射第二光束，所述第二光束为所述第一光束中未被所述待测气体吸收的部分；所述离轴聚焦超透镜(3)用于接收所述第二光束，将所述第二光束按不同的特征吸收波长分束为多个子光束，并将多个所述子光束分别聚焦至不同的探测器(4)；所述探测器(4)用于将射入的子光束由光信号转换为电信号。2.根据权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，所述探测器(4)包括：电荷耦合元件，或者，互补金属氧化物半导体。3.根据权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，所述气室(2)还包括：进气口(21)和出气口(22)。4.根据权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，所述离轴聚焦超透镜(3)包括多个纳米结构，所述离轴聚焦超透镜(3)的相位分布满足：其中，i表示所述特征吸收波长λ
i
的序号，且i＝1,2,
…
,n，n表示所述特征吸收波长的总数；表示在所述离轴聚焦超透镜(3)表面(x,y)坐标位置处的所述纳米结构，对第i种特征吸收波长的子光束所提供的相位；f表示所述离轴聚焦超透镜(3)的焦距；α
i
表示第i种偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建发，郝成龙，谭凤泽，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：