[发明专利]一种微型开放式光纤气体样品池

说明书

技术领域

本发明涉及激光光谱气体测量仪的传感器模块，具体是一种适用于工业现场多点气体浓度测量的微型开放式光纤气体样品池。

背景技术

工业企业在其制造工艺流程中会产生一些如液化石油气、瓦斯、一氧化碳等危险气体，这些气体通常是无色、无味、无嗅，浓度过高时可使人窒息，甚至燃烧爆炸。这些危险气体阻碍呼吸和易燃易爆的特性对工业企业的的安全造成了巨大的威胁。根据多起工业重大爆炸事故的调查，发生爆炸事故主要由自然因素、工业企业的安全意识、管理水平、安全技术手段和装备水平等因素有关，这也反映出目前工业现场危险气体监测和预警系统还不完善。为了减少或避免爆炸事故，关键需要改善现有的工业现场对易燃易爆等危险气体监测技术，建立完善的快速预警系统，进行长期可靠地危险气体浓度实时监测。

工业现场危险气体爆炸事故预警的关键是对气体浓度进行快速检测，气体浓度传感器的响应速度直接关系到工业安全监控系统的可靠性，对事故预警起着决定作用。催化式传感器长期以来是我国工业现场气体检测主要传感器，但是其催化元件一直存在抗高浓度冲击性能差、抗中毒性差、寿命短、工作稳定性差和调校频繁等缺点，严重影响着气体的长期正常检测。基于光纤气体吸收光谱检测技术的光纤气体传感器是将可调谐半导体激光吸收光谱检测技术与光纤传感技术结合的一种新型的光纤传感器，具有体积小、易安装调试、灵敏度高、快速响应、稳定性好、可远程控制、多点测量等优点，使得其成为应用在工业现场环境下对危险气体进行实时在线监测的理想选择。

发明内容

本发明的目的是提供一种微型开放式光纤气体样品池，具有防水、防尘、体积小、易于维护的特点，并且开放式的气道提高了气体浓度在线监测的响应速度。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种微型开放式光纤气体样品池，包括有盒状的池身，其特征在于：所述池身中开有贯通池身且截面为矩形的气道，气道的通气口位于所述池身两个对称侧壁上，所述池身另外两个对称侧壁的中心位置分别开有通孔，所述通孔在同一水平线上相对，有光路可调的自聚焦透镜分别安装在所述通孔中，所述自聚焦透镜分别各自与位于池身外的两个单模光纤一一光学连接。

所述的一种微型开放式光纤气体样品池，其特征在于：所述池身开有通孔的两个侧壁外部分别螺合有圆形的倾角调节块，所述倾角调节块中心位置开有与池身侧壁通孔相对应的安装孔，安装孔中胶合有穿过安装孔的自聚焦透镜，所述自聚焦透镜安装在所述池身侧壁的通孔中；所述倾角调节块上每隔90度设置有贯穿倾角调节块的倾角调节螺钉，所述外部的单模光纤插入安装孔中与所述自聚焦透镜光学连接。

所述的一种微型开放式光纤气体样品池，其特征在于：所述气道的通气口所在的池身侧壁上分别贴合设置有圈在通气口外的矩形密封圈。

所述的一种微型开放式光纤气体样品池，其特征在于：所述池身通孔所在的侧壁外部还贴合设置有圈在通孔外的O形密封圈，所述倾角调节块螺合在池身侧壁外部，并压紧所述O形密封圈。

一种微型开放式光纤气体样品池的保护盒体，包括有矩形盒身和盖在盒口的盒盖，其特征在于：所述盒身侧壁上安装有两个光纤法兰，所述微型开放式光纤气体样品池安装在盒身内，其一个通气口所在的侧壁与盒盖贴合，另一个通气口所在的侧壁与盒盖相对的盒身侧壁贴合，所述盒盖、盒身侧壁分别将样品池通气口外的矩形密封圈压紧，所述单模光纤分别在光纤法兰中与盒身外部的光纤光学连接；所述盒盖、盒盖相对的盒身侧壁上与所述样品池通气口相对应的位置开有与所述通气孔相通的通气窗口，有带有滤膜的滤波压块安装在所述通气窗口外，其滤膜罩在所述通气窗口外。

所述的一种微型开放式光纤气体样品池，其特征在于：所述样品池与盒身、盒盖贴合的侧壁和盒身、盒盖之间分别设置有密封圈，盒身与盒盖之间也设置有密封圈。

本发明是利用可调谐半导体激光吸收光谱检测技术与光纤传感技术，采用开放式的微型光学样品池进行气体浓度测量的一种新型光纤气体传感器。这种微型光学样品池集成在适用于工业环境的保护盒中，主要由开放式无遮挡的气道和一对自聚焦透镜构成。在工业环境下多点监测时，激光通过光纤分路器分路后，由单模光纤导入到各个待测点的微型气体样品池，经过气体吸收的激光再由另一个单模光纤导出，并由各路探测器接收转换为电信号，来实现气体浓度的快速准确监测。

附图说明

图1样品池结构正视图。

图2样品池结构侧视图。

图3样品池分离结构侧视图。

图4样品池和保护盒体装配后透视图。

图5样品池保护盒体外视图。