[发明专利]光干涉式气体传感器

说明书

技术领域

本发明涉及测量行业气体浓度测量技术领域，尤其涉及一种光干涉式气体传感器。

背景技术

煤矿事故中，因瓦斯爆炸死亡的人数最多，瓦斯是造成煤矿事故的最主要原因。目前，矿井中瓦斯测量的主要设备是基于热催化的瓦斯检测器，但由于热催化元件的固有性质，该检测器的稳定性差、标校周期短；而光干涉式瓦斯传感器，具有测量精度高、稳定性强、标校周期长的优点。

在基于光干涉的瓦斯检测方面，中国专利200820039611.7《光干涉式甲烷测定器》，设计了一种方便测量、利于井下操作的光学甲烷测定器。如图1所示，该光干涉式甲烷测定器中，光路中的气室均采用长方体形式，气室由轴向的铜壁分隔成三个腔体，构成标准气室2、4与采样气室3，三个腔体平行且长度相同，标准气室2、4分别布置在采样气室3的两侧。在实际生产操作中，测量不同浓度范围瓦斯时需要分别制造不同长度的长方体气室。并且该种长方体气室只适用于低浓度气体的测量，对于高浓度(0～40％与0～100％)的气体测量，所需的气室长度太短，不能再增加合适尺寸的气体插入口；前后两块高透光的平面透镜几乎贴在一起，生产加工难度大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述的一个或多个问题，本发明提供了一种光干涉式气体传感器。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种光干涉式气体传感器，包括：光源、聚光镜、背面镀有全反射膜的平面镜、具有标准气室和采样气室的气室、折光棱镜和光接收器件。由光源发出的光线经聚光镜会聚后入射到背面镀有全反射膜的平面镜，分成具有光程差的两束光p、q；该两束光p、q穿过标准气室，分别经折光棱镜折光后回到采样气室，最后在背面镀有全反射膜的平面镜处重新会合成一束光，在光接收器件处产生干涉条纹。气室呈等腰梯形，该等腰梯形的两侧分别设置平面透镜；该气室由与等腰梯形底边平行的分割壁分隔成标准气室和采样气室，标准气室连接到标准进气口；采样气室，连接到采样进气口。

(三)有益效果

本发明需要测量不同浓度范围的气体浓度时，只需更换具有不同底角γ的梯形气室即可，并根据加工和安装的方便简洁性选择合适的梯形边长，使得系统的生产加工、组装等效率更高。

附图说明

图1为现有技术光干涉式甲烷测定器的结构示意图；

图2为本发明实施例光干涉式气体传感器的俯视图。

【主要元件符号说明】

1-光源；                       2-聚光镜；

3-背面镀有全反射膜的平面镜；   4-标准气室；

5-采样气室；                   6-高透光平面透镜；

7-折光棱镜；                   8-补偿棱镜；

9-光接收器件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。且在附图中，以简化或是方便标示。再者，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。

在本发明的一个示例性实施例中，提出光干涉式气体传感器。如图2所示，该光干涉式气体传感器包括：光源1、聚光镜2、背面镀有全反射膜的平面镜3、气室、折光棱镜7、补偿棱镜8。背面镀有全反射膜的平面镜3和折光棱镜7分别布置在气室的两个外端，背面镀有全反射膜的平面镜3与气室底边呈45°角相对布置，光源1布置在背面镀有全反射膜的平面镜3的另一侧，聚光镜2布置在光源1和平面镜3之间，补偿棱镜8布置在平面镜3与采样气室5之间。