[实用新型]光学气体吸收池及光学气体传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体检测与分析装置技术领域，尤其涉及一种光学气体吸收池及光学气体传感器。

背景技术

近年来，持续高发的雾霾事件促进了国家对环保的高度重视，相应的，国家增强了对工业生产中汽车、电力、化工、冶金、纺织、制药，尤其是煤矿和石油等多个行业生产过程中排放气体的监测，其中，对排放气体的检测分析至关重要。

目前，对气体的检测分析主要采用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS或TDLS)，对激光器输入不同的电流和温度得到不同波长的激光，对经过待检测气体吸收后的激光进行光谱分析，得到待检测气体的各项物理参数(气体种类、气体浓度、气体温度和气体压力等)。主要应用于环境监测、工业过程控制、生物和医学研究、燃烧过程诊断分析、发动机转换效率、机动车尾气和大气痕量污染气体等领域的光谱检测。

现有的气体传感器中气体吸收池体积较大，待吸收气体对其内的气体进行气体置换的速率较低，从而降低了光学气体传感器对信号的反应时间和检测速率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光学气体吸收池及光学气体传感器，以解决现有技术中存在的气体传感器中气体吸收池体积较大，待吸收气体对其内的气体进行气体置换的速率较低，从而降低了光学气体传感器对信号的反应时间和检测速率的技术问题。

本实用新型提供的光学气体吸收池，包括壳体，所述壳体包括进气封头、出气封头和套筒，所述套筒连接于所述进气封头与所述出气封头之间，所述进气封头的侧壁开设有进气孔，所述出气封头的侧壁开设有出气孔；所述进气封头内卡接有入射反射镜，所述入射反射镜上设有入射窗口片，所述出气封头内卡接有出射反射镜，所述出射反射镜上设有出射窗口片，所述出射反射镜与所述入射反射镜的镜面相对设置；所述套筒密封连接于所述入射反射镜与所述出射反射镜之间，三者内部形成吸收腔，所述进气孔、所述出气孔均与所述吸收腔连通。

进一步的，所述套筒包括外套筒和特氟龙套筒，所述特氟龙套筒套设于所述外套筒内，且所述特氟龙套筒密封连接于所述入射反射镜与所述出射反射镜之间；所述入射反射镜与所述出射反射镜的反射镜面均为镀金反射镜面。

进一步的，所述入射反射镜为平面反射镜，所述出射反射镜为抛物面反射镜。

进一步的，所述进气封头与所述出气封头之间插接有支撑棒，所述支撑棒两端分别为进气插接端和出气插接端，所述进气插接端沿其轴向开设有进气通道，所述进气通道与所述进气孔连通，所述出气插接端沿其轴向开设有出气通道，所述出气通道与所述出气孔连通；位于所述吸收腔内的所述支撑棒的两端分别开设有进气通气孔和出气通气孔，所述进气通气孔连通所述进气通道与所述吸收腔，所述出气通气孔连通所述出气通道与所述吸收腔。

进一步的，所述进气通气孔为多个，且沿所述支撑棒的周向均匀分布；所述出气通气孔为多个，且沿所述支撑棒的周向均匀分布。

本实用新型光学气体吸收池的有益效果为：

本实用新型提供的光学气体吸收池，主要包括入射反射镜、套筒和出射反射镜形成的吸收腔，该吸收腔用于容纳待检测气体；还包括对入射反射镜、出射反射镜进行定位和保护的壳体。待检测气体从进气孔通入吸收腔内，从出气孔排出，完成对吸收腔内气体的置换；激光从入射反射镜的入射窗口片向吸收腔内射入激光，激光在入射反射镜和出射反射镜之间多次反射，最终从出射反射镜的出射窗口片射出。激光在入射反射镜和出射反射镜之间多次反射，在确保激光在吸收腔内有效光程的基础上，大大减小了吸收腔的体积，从而提高了吸收腔中的气体置换速率，相应提高了光学气体传感器的响应速度和检测效率，此外，也相应减小了光学气体吸收池及光学气体传感器的体积，使其方便携带。

本实用新型的另一个目的在于提供一种光学气体传感器，包括激光器和上述光学气体吸收池，所述进气封头上固设有用于透过所述入射窗口片向所述吸收腔发射激光的光纤准直器，所述光纤准直器通过接头与所述激光器连接；所述出气封头上通过调节装置固接有探测器，所述探测器电连接有信号处理模块，所述信号处理模块包括依次电连接的前置放大器、锁相放大器、A/D转换器和微处理器，所述前置放大器与所述探测器电连接。该光学气体传感器具有上述光学气体吸收池的所有技术效果，这里不再赘述。

进一步的，所述光学气体吸收池外套设有外壳，所述外壳侧壁固设有电路箱，所述电路箱内固设有电处理板，所述信号处理模块设于所述电处理板内，所述激光器安装于所述电处理板上。

进一步的，所述激光器下部设有散热板。