奇数倍、偶数倍光程反射腔体制造技术

本实用新型专利技术提供一种奇数倍、偶数倍光程反射腔体，它包括架体、安装在架体上的两个曲率半径相同的球面凹面反射镜、配套的光线发射器和光电探测器，两个球面凹面反射镜的光线反射面相对且同轴平行设置；第一球面凹面反射镜上开设有光线入射穿孔，光线发射器对应光线入射穿孔设置并安装在第一球面凹面反射镜的背光面；第一或第二球面凹面反射镜上开设有光线出射穿孔，光电探测器对应光线出射穿孔设置并安装在第一或第二球面凹面反射镜的背光面；光线出射穿孔对应自光线入射穿孔入射的光线经N次反射在第一球面凹面反射镜的光线反射面形成的光斑设置，或对应在第二球面凹面反射镜的光线反射面形成的光斑设置；N是自然数。该腔体具有灵敏度高、量程宽的优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于光谱吸收原理的传感器，具体的说，涉及了一种用于传感器的多倍光程反射腔体。
技术介绍
基于光谱吸收原理的传感器具有测量灵敏度高、气体鉴别能力强、响应速度快等特点，其具有广泛的应用前景；但是，目前所采用的腔体大多为单光路腔体，即，在腔体的一端发射光信号，在腔体的另一端接收光信号；由于标准机箱规格的限制，单光路腔体的光程通常不超过O. 2m;根据比尔一朗伯特(Beer — Lambert)定律，采用单光程腔体所做的仪器，由于测量光程短，其测量灵敏度通常较低，仅限于高浓度气体的测量；而常规的多次反射腔体往往因结构原因，使得组装、调整困难，且易发生变形，致使测量灵敏度不可靠。 为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供了一种结构简单、易于调整、抗干扰能力强、检测灵敏度高、检测量程范围宽、集成度高的反射腔体。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是一种奇数倍光程反射腔体，它包括架体、安装在所述架体上的两个球面凹面反射镜、光线发射器和与所述光线发射器配套的光电探测器；其中，两个所述球面凹面反射镜的曲率半径相同且同轴平行设置，两个所述球面凹面反射镜的光线反射面相对设置；第一所述球面凹面反射镜上开设有光线入射穿孔，所述光线发射器对应所述光线入射穿孔设置并安装在第一所述球面凹面反射镜的背光面；第二所述球面凹面反射镜上开设有光线出射穿孔，所述光电探测器对应所述光线出射穿孔设置并安装在第二所述球面凹面反射镜的背光面；所述光线出射穿孔对应自所述光线入射穿孔入射的光线经N次反射在第二所述球面凹面反射镜的光线反射面形成的光斑设置#是不小于I的自然数。基于上述，它包括M组配套的光线发射器和光电探测器；第一所述球面凹面反射镜上分别开设有M个光线入射穿孔，M组所述光线发射器分别对应M个所述光线入射穿孔设置；第二所述球面凹面反射镜上分别开设有M个光线出射穿孔，M组所述光电探测器分别对应M个所述光线出射穿孔设置；M个光线入射穿孔与M个光线出射穿孔呈一一对应关系，且第i所述光线出射穿孔对应自第i所述光线入射穿孔入射的光线经Ni次反射在第二所述球面凹面反射镜的光线反射面形成的光斑设置；M是不小于2的自然数，i是不小于I且不大于M的自然数，Ni是不小于I且不大于N的自然数。基于上述，M组光线发射器和光电探测器完全相同，第i所述光线入射穿孔与第i所述光线出射穿孔之间构成Ni次反射光程，且M个光线入射穿孔与M个光线出射穿孔之间构成的M个光程的反射次数不同。基于上述，M组光线发射器和光电探测器不完全相同。一种偶数倍光程反射腔体，它包括架体、安装在所述架体上的两个球面凹面反射镜、光线发射器和与所述光线发射器配套的光电探测器；其中，两个所述球面凹面反射镜的曲率半径相同且同轴平行设置，两个所述球面凹面反射镜的光线反射面相对设置；第一所述球面凹面反射镜上分别开设有光线入射穿孔和光线出射穿孔，所述光线发射器对应所述光线入射穿孔设置并安装在第一所述球面凹面反射镜的背光面，所述光电探测器对应所述光线出射穿孔设置并安装在第一所述球面凹面反射镜的背光面；所述光线出射穿孔对应自所述光线入射穿孔入射的光线经N次反射在第一所述球面凹面反射镜的光线反射面形成的光斑设置#是不小于2的自然数。基于上述，它包括M组配套的光线发射器和光电探测器；第一所述球面凹面反射镜上分别开设有M个光线入射穿孔和M个光线出射穿孔，M个所述光线发射器分别对应M个所述光线入射穿孔设置，M个所述光电探测器分别对应M个所述光线出射穿孔设置；M个光线入射穿孔与M个光线出射穿孔呈一一对应关系，且第i所述光线出射穿孔对应自第i所述光线入射穿孔入射的光线经Ni次反射在第一所述球面凹面反射镜的光线反射面形成的光斑设置；M是不小于2的自然数，i是不小于I且不大于M的自然数，Ni是不小于2且不 大于N的自然数。基于上述，M组光线发射器和光电探测器完全相同，第i所述光线入射穿孔与第i所述光线出射穿孔之间构成Ni次反射光程，且M个光线入射穿孔与M个光线出射穿孔之间构成的M个光程的反射次数不同。基于上述，M组光线发射器和光电探测器不完全相同。该反射腔体在不增加腔体尺寸的情况下，通过光束的多次反射，来增加光程，从而大大提高检测气体的灵敏度，并且通过集成单倍光程和多倍光程，不但大大提高了检测灵敏度，而且扩大了检测量程，另外，还可集成多个通道，采用不同波长的光线发射器，可以同时测量多种气体；该反射腔体结构简单、易于调整，并且对小的结构扰动具有固有的结构稳定性，容差大，牢固可靠；其具有结构简单、易于调整、抗干扰能力强、检测灵敏度高、检测量程范围宽、集成度高的优点。附图说明图I是光线在两个球面凹面反射镜之间反射路径的结构示意图。图2是两个球面凹面反射镜上形成的光斑的分布图。图3是实施例I的结构示意图。图4是实施例2的结构示意图。图5是实施例4的结构示意图。图6是实施例5的结构示意图。图7是实施例7的结构示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。实施例I如图3所示，一种奇数倍光程反射腔体，它包括架体7、分别安装在所述架体7上的球面凹面反射镜I和球面凹面反射镜2、光线发射器3和与所述光线发射器3配套使用的光电探测器4。其中，所述球面凹面反射镜I和所述球面凹面反射镜2的曲率半径相同且同轴平行设置，所述球面凹面反射镜I和所述球面凹面反射镜2的光线反射面相对设置。所述球面凹面反射镜I上开设有光线入射穿孔5，所述光线发射器3对应所述光线入射穿孔5设置并安装在所述球面凹面反射镜I的背光面。所述球面凹面反射镜2上开设有光线出射穿孔6，所述光电探测器4对应所述光线出射穿孔6设置并安装在所述球面凹面反射镜2的背光面。所述光线出射穿孔6对应自所述光线入射穿孔5入射的光线经N次反射在所述球面凹面反射镜2的光线反射面形成的光斑设置#是不小于I的自然数，即，所述光斑可以是在所述球面凹面反射镜2的光线反射面形成的任意一个光斑。 不难看出，所述光线入射穿孔5与所述光线出射穿孔6之间构成了 N次反射光程；在球面凹面反射镜的曲率半径以及两个球面凹面反射镜之间距离一定的条件下，根据光线入射角度，N的最大值是一定的；实际应用中，根据具体需要，可以人为选择合适的N值，N值的选择决定了光线的反射次数，进而决定了反射光程的大小；换言之，该反射腔体可以是单倍光程的反射腔体，也可以是其它奇数倍光程的反射腔体。光线经多次反射，使得该反射腔体的光程变长，进而检测气体的灵敏度变高，但是，气体检测量程相对来说会减小。理论说明采用两个相距为d且曲率半径均为R的球面凹面反射镜，使二者的光线反射面相对并且同轴平行设置，如图I所示，当一束光线从第一球面凹面反射镜的某一入射点入射，该束光线会在两个球面凹面反射镜之间发生多次反射；反射光斑分布如图2所示，其中，实心圆点表示第一球面凹面反射镜上的形成的光斑，空心圆圈表示第二球面凹面反射镜上的形成的光斑，相邻次数反射形成的光斑之间的夹角为Θ。当满足以下条件时，该束光线经过多次反射后，光线从与第一球面凹面反射镜的入射点相同的那一点出射(308(0)=1-(1/1 ^| Θ =2XJI ;其中，N为自然数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种奇数倍光程反射腔体，其特征在于：它包括架体、安装在所述架体上的两个球面凹面反射镜、光线发射器和与所述光线发射器配套的光电探测器；其中，两个所述球面凹面反射镜的曲率半径相同且同轴平行设置，两个所述球面凹面反射镜的光线反射面相对设置；第一所述球面凹面反射镜上开设有光线入射穿孔，所述光线发射器对应所述光线入射穿孔设置并安装在第一所述球面凹面反射镜的背光面；第二所述球面凹面反射镜上开设有光线出射穿孔，所述光电探测器对应所述光线出射穿孔设置并安装在第二所述球面凹面反射镜的背光面；所述光线出射穿孔对应自所述光线入射穿孔入射的光线经N次反射在第二所述球面凹面反射镜的光线反射面形成的光斑设置；N是不小于1的自然数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金贵新，王书潜，陈海永，李志刚，贾林涛，郭东歌，杨清永，
申请(专利权)人：北京智威宇讯科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：