用于气体含量在线监测的光程可调开放式多次反射池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于气体含量在线监测的光程可调开放式多次反射池。由前、后镜架固定端板，前、后镜片架，固定拉杆，手柄和丝杆，弹性连接件和螺栓顶柱组成。固定拉杆将前、后镜架固定端板固定相连，保持平行。后镜片架固定在后镜架固定端板上；前镜片架分为固定凹台和运动凹台，固定凹台固定在前镜架固定端板下端，运动凹台通过弹性连接件、调整手杆、螺栓顶柱与前固定端板上端相连。使用时将所需的反射镜片安装在前、后镜片架中。旋转调整手柄即可快速方便的调整好所需光程。实现了集传统多次反射池优点于一身的目标，结构简单紧凑，光程易调，光机性能稳定，精细的光路调节可有效消除Ｆ－Ｐ干涉条纹的影响，完全能够满足对环境空气中各种气体含量进行连续实时监测的需要。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及环境检测与分析技术所用的光学仪器领域，是一种应用于采用激 光吸收光谱技术进行的实时环境在线高灵敏气体浓度测量装置中的长光程开放吸收反射 池的可调整结构，具体为一种用于气体含量在线监测的光程可调开放式多次反射池。
技术介绍
传统的多次反射池主要包括White池和Herriott池，前者的特点是孔径角较大， 适用于普通光源和激光光源，反射次数较多，光路相对易于调节，可以通过改变反射次数来 调节光程的长度。但所用反射镜较多，在改进的White池中有的还加了角反镜。Herriott 池的的光学系统较为简单，由两个球面镜组成，其特点是结构简单，光路调节相对较易，但 其孔径角较小，适用于激光光源，另外其反射光斑位于镜面的边缘，镜面没能得到充分的利 用；且反射次数与镜间距离及曲率半径密切相关，一旦光路固定下来，反射次数就无法改 变，不具有光程调节的灵活性。后来发展过程中出现他们的各种改进形式，用来消除像差， 增多反射次数，提高光程长度。对于高灵敏气体浓度测量系统，理想的多次反射池结构应具 有以下几点特征(1)外形紧凑，结构稳定可靠。多次反射池是TDLAS系统中较大的部件，它的尺寸 会影响到整个仪器的大小及重量，所以外形设计要尽量的小而紧凑。此外，小容积也有利于 实现对多次反射池的快速冲洗，进行样品光谱和背景光谱的交替测量。(2)能够方便的调节光路，在用来接收出射光的探测器的响应范围内，可以尽可能 的增大反射次数。(3)能够有效地消除光学像差。消除光学像差有着重要的意义，不但可以避免光学 条纹的产生，还可以保证出射光聚焦于探测器的接收面，提高相应的灵敏度。(4)耐环境温度变化能力强。外界温度变化会导致多次反射池形变，由于反射次数 多，非常小的变形都会使得反射路径改变，因此精心选择端镜及其紧固件材料对多次反射 池的性能非常重要。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于气体含量在线监测的光程可调开放式多次反 射池，结构简单紧凑，光程易于改变，光机性能稳定，通过精细的光路调节可以有效地消除 F-P干涉条纹的影响。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为用于气体含量在线监测的光程可调开放式多次反射池，包括有前、后镜架固定端 板，所述前、后镜架固定端板之间连接有多根相互平行的固定拉杆，所述前、后镜架固定端 板相对的面为内板面，后镜架固定端板的内板面上固定有与后镜架固定端板板面平行的后 镜片架，其特征在于所述前镜架固定端板的内板面固定连接有固定凹台，还通过弹性连接 件连接有运动凹台，所述固定凹台和运动凹台的台面均与前镜架固定端板板面平行，固定3凹台和运动凹台彼此对合构成前镜片架，所述前镜片架与后镜片架相对，在固定凹台和运 动凹台两端分别成型有台阶，前镜架固定端板对应台阶之间空隙的位置开有供光出入的通 光孔，所述运动凹台与前镜架固定端板相对的背部的底部中心位置开有球形凹槽，有前端 带有钢珠的螺栓顶柱从前镜架固定端板外板面穿过所述前镜架固定端板，其前端的钢珠抵 顶在所述运动凹台背面的球形凹槽中，在运动凹台背部的球形凹槽正上方和正侧方分别开 有长槽，有前端带有钢珠的丝杆从前镜架固定端板外板面穿过所述前镜架固定端板，其前 端的钢珠抵顶在所述运动凹台背面的长槽内。所述的用于气体含量在线监测的光程可调开放式多次反射池，其特征在于所述 前、后镜架固定端板为相同的等边三角形，固定拉杆有三根，连接在所述前、后镜架固定端 板的三个顶角之间，所述后镜片架为固定在后镜架固定端板的内板面的圆形凹台，所述运 动凹台为位于前镜架固定端板上部的上半圆凹台，固定凹台为螺合于前镜架固定端板下部 的下半圆凹台，运动凹台与固定凹台对合构成圆形的前镜片架。所述的用于气体含量在线监测的光程可调开放式多次反射池，其特征在于所述 丝杆位于前镜架固定端板外板面的端头上安装有手柄，在前镜架固定端板外板面上还设置 有丝杆套，套在所述丝杆露出前镜架固定端板外板面部分的外部。所述的用于气体含量在线监测的光程可调开放式多次反射池，其特征在于所述 弹性连接件包括螺栓，从螺栓两端面处开有螺纹孔，所述螺栓穿过前镜架固定端板和运动 凹台，在螺栓两端分别有螺钉螺合在螺栓位于前镜架固定端板外和运动凹台外的两端螺孔 中，所述螺钉与凹台通孔、运动凹台上之间的螺栓外还分别套有多个弹性碟簧。所述的用于气体含量在线监测的光程可调开放式多次反射池，其特征在于所述 螺栓位于螺栓顶柱和丝杆之间，由螺栓顶柱、螺栓顶柱正上方的螺栓、螺栓顶柱正上方的丝 杆组成的直线，和由螺栓顶柱、螺栓顶柱正侧方的螺栓、螺栓顶柱正侧方的丝杆组成的直线 相互垂直。本技术的优点为其一，前镜片架分为固定凹台和运动凹台两部分，通过调节运动凹台的两维方向 使光程长度得到改变，解决了 Herriott池中反射次数无法改变不具有光程调节灵活性的 缺点；其二，整个反射池中只需要安装一块后反射镜片和两块半圆的前反射镜片，解决了 White池中反射镜片较多，调整光程相对困难的缺点；其三，钢珠的存在，以及其与丝杆、螺 栓顶柱呈直线设置，且运动凹台底部中心位置处的螺栓顶柱的钢珠的球形面抵顶在运动凹 台背面的球形凹槽中，使其成为运动凹台唯一的支撑点，而丝杆通孔中的丝杆前端的钢珠 与运动凹台的接触面是一长槽，可使运动凹台沿着该槽做一维方向的调节，而不影响其他 方位或受其他方位调节时的干扰，做到了两个方位的调节互补，起到一步到位调整光程的 作用；其四，弹性连接件中的弹性碟簧与前镜架固定端板、前镜片架运动凹台的接触面均为 圆环面接触，弹性碟簧经过挤压后不会发生扭曲，使其调节灵敏、稳固，且其作用面积大、发 布均勻，因此调整完后不需另行锁紧，其抗环境震动、温度变化影响的能力强；其五结构 简单，实用方便、可靠，实用性强。且元部件少，体积小巧、便于携带，可用于分布式多点探 测；对制造和装配要求较低，装配方便，便于批量生产。附图说明图1为本技术结构左视图。图2为本技术结构右视图。图3为本技术结构前视图。图4为本技术结构剖视图。具体实施方式如图1、图2、图3及图4所示。用于气体含量在线监测的光程可调开放式多次反 射池，包括设有固定拉杆通孔27和后镜片架的固定通孔26的后镜架固定端板1，设有固定 拉杆通孔27和凹台通孔19、螺纹通孔20、螺纹孔21、通光孔22、丝杆通孔27的前镜架固定 端板2，后镜架固定端板1和前镜架固定端板2通过三副固定拉杆3连接并固定，且保持平 行，固定拉杆3穿过固定拉杆通孔27的端头处成型有螺纹，在前、后镜架固定端板的外板面 上有固定螺帽4螺合在固定拉杆的端头上。做为后镜片架的圆形凹台5带有外螺纹，锁紧 盖6带有内螺纹，圆形凹台5的外螺纹穿过固定通孔26，锁紧盖6与圆形凹台5螺合，圆形 凹台5被锁紧盖6锁紧固定在后镜架固定端板1上；前镜片架由一个半圆形的固定凹台8 和一个半圆形的运动凹台7组成，且两个半圆形凹台组成一个圆形凹台。固定凹台8通过 螺钉固定在前镜架固定端板2下端，运动凹台7通过弹性连接件与前镜架固定端板2连接， 运动凹台7上还抵顶有一端带有钢珠12的丝杆、位于运动凹台底部相应位置带有钢珠13 的螺栓顶柱9。后镜架固定端板1和前镜架固定端板2都为等边三角形且尺寸相同，其三个顶角 的相同部位本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于气体含量在线监测的光程可调开放式多次反射池，包括有前、后镜架固定端板，所述前、后镜架固定端板之间连接有多根相互平行的固定拉杆，所述前、后镜架固定端板相对的面为内板面，后镜架固定端板的内板面上固定有与后镜架固定端板板面平行的后镜片架，其特征在于：所述前镜架固定端板的内板面固定连接有固定凹台，还通过弹性连接件连接有运动凹台，所述固定凹台和运动凹台的台面均与前镜架固定端板板面平行，固定凹台和运动凹台彼此对合构成前镜片架，所述前镜片架与后镜片架相对，在固定凹台和运动凹台对何处两端分别成型有台阶，前镜架固定端板对应台阶之间空隙的位置开有供光出入的通光孔，所述运动凹台与前镜架固定端板相对的背部的底部中心位置开有球形凹槽，有前端带有钢珠的螺栓顶柱从前镜架固定端板外板面穿过所述前镜架固定端板，其前端的钢珠抵顶在所述运动凹台背面的球形凹槽中，在运动凹台背部的球形凹槽正上方和正侧方分别开有长槽，有前端带有钢珠的丝杆从前镜架固定端板外板面穿过所述前镜架固定端板，其前端的钢珠抵顶在所述运动凹台背面的长槽内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董凤忠，吴边，夏滑，张志荣，涂郭结，
申请(专利权)人：中国科学院安徽光学精密机械研究所，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]