[发明专利]一种基于光学气体传感技术的开放气室有效

专利信息
申请号: 201310419011.9 申请日: 2013-09-13
公开(公告)号: CN103454222B 公开(公告)日: 2016-03-16
发明(设计)人: 王卓然;袁国慧;郭慧;何涛 申请(专利权)人: 成都谱视科技有限公司
主分类号: G01N21/01 分类号: G01N21/01;G01N21/31
代理公司: 成都宏顺专利代理事务所(普通合伙) 51227 代理人: 周永宏
地址: 610041 四川省成都*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 光学 气体 传感 技术 开放
【说明书】:

技术领域

发明属于光学气体传感技术领域,具体涉及一种基于光学气体传感技术的开放气室。

背景技术

光谱吸收法是通过待检测气体透射光强或反射光强的变化来检测气体浓度的方法。每种 气体分子都有自己的吸收(或辐射)谱特征,光源的发射谱只有在与气体吸收谱重叠的部分才 产生吸收,吸收后的光强将发生变化。从谱范围上可划分为红外光谱吸收法和紫外光谱吸收 法。

当一束光强为I0输入光的平行光通过充有气体的气室时,如果光源光谱覆盖一个或多个 气体吸收线,光通过气体时发生衰减,根据Beer-Lambert定律,输出光强I(λ)与输入光强 I0(λ)和气体浓度之间的关系为:

I(λ)=I0(λ)exp(-αλLC)

αλ是一定波长下单位浓度,单位长度的介质吸收系数,L是吸收路径的长度,C是气体 浓度。由上式可得:

C=1αλLlnI0(λ)I(λ)]]>

式子表明,如果L与αλ已知,通过检测I(λ)和I0(λ)就可以测得气体的浓度。这就是光 谱吸收方法检测气体浓度的基本原理。

这种方法可以对大多数的气体浓度进行较高精度的测量,吸收型气体传感器的一大优点 是具有简单可靠的气室结构,而且只要调换光源就可以用同样的系统来检测不同浓度的气体。 基于光谱吸收检测气体技术,可以实现对气体的高选择性、高分辨、高灵敏、快速响应、非 接触在线监测,不存在中毒问题,使用安全,仪器维护量低。

一般来说,需要监测的场所一般环境较为恶劣,可能存在多种有害气体,现阶段广泛使 用的气室为密闭气室,或者怀特吸收池,需要装有进气阀门、大气采样泵的反射池;同时还 必须为封闭结构包含进气口、出气口用来吸入或排出气体,在气体的实时准确测量方面达不 到要求,所以迫切需要一种开放式的防水防尘气室,可以阻挡粉尘的进入,防止对光学透镜 的污染;阻挡水蒸气的进入,防治对气体的检测带来干扰,并且可将传感头放置在人和仪器 不易进入的易燃易爆、有毒等恶劣环境中在线遥测,维护量少,提高气体检测的精确度的微 型传感器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述问题,提供一种开放式的、可阻挡粉尘、水蒸 气进入,能适应恶劣环境且能实现在线监测的一种基于光学气体传感技术的开放气室。

为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:

一种基于光学气体传感技术的开放气室,包括气室和位于气室内部的两组带尾纤的自聚 焦透镜组,气室为一个表面布满均匀小孔的中空体,所述小孔内嵌有分子筛,所述气室内部 左右壁上分别设有支架,两组自聚焦透镜组精确对准并分别固定于两个支架上,两组自聚焦 透镜中的一组通过尾纤连接输入单模光纤,所述两组自聚焦透镜中的另一组通过尾纤连接输 出单模光纤。

进一步地,所述分子筛为5A型沸石分子筛。

进一步地,所述自聚焦透镜组通过树脂胶固定于支架上。

进一步地,所述支架为U型槽支架或V型槽支架。

进一步地,所述自聚焦透镜组具体为由若干个前端涂有抗反射膜的自聚焦透镜内嵌在自 聚焦透镜嵌中所得的组合体。

进一步地,所述气室为中空圆柱体,气室的内外壁均被染成黑色,气室外壁设置两组对 称分布的气室固定点;

进一步地,本发明所述开放气室还包括防护外壳,所述防护外壳表面布满小孔,小孔处 固定微孔薄膜,

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