[发明专利]一种气体吸收池、气体浓度检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种气体吸收池、气体浓度检测装置及方法，气体吸收池包括环形反射体，环形反射体具有反射腔，反射腔的形状为球形或为球形的一部分。气体浓度检测装置包括气体吸收池、输入装置以及接收装置，输入装置安装于光输入口处；接收装置安装于光接收口处。本发明的有益效果是：本发明提供的气体吸收池通过采用单一环形反射体作为光学元件，稳定性高，便于安装调试，通过使激光光束在反射腔内多次反射，提高了激光光束的光程，有利于减小反射腔的体积和提高气体检测灵敏度；本发明提供的气体浓度检测方法通过采用聚焦光束代替传统的平行光束，克服了当光程较长时传统的气体浓度检测装置的平行光束发生发散而影响气体浓度测量准确性的缺陷。

技术领域

本发明涉及气体检测技术领域，尤其是涉及一种气体吸收池、气体浓度检测装置及方法。

背景技术

目前，利用红外激光光谱吸收原理来测量气体成分和浓度的光电技术日益成熟，其核心装置是气体吸收池，目前气体吸收池主要采用怀特池和赫里奥特池，其特点是测量气室通常采用多个镜面或反射镜将光路在气室里多次反射增加光程长度，使得吸收池的光学结构变的复杂，增加了生产工艺复杂性并降低成品率，不利于大规模生产，价格高昂，且不利于调试，长期可靠性不高，同时，现有的测量气室体积大，需要的测量气体较多。

此外，现有的气体测量装置往往采用平行光束在气室内多次反射的方式，由于现有的激光器并不能输出绝对平行的激光光束，因此当光程较长时，激光光束会发生分散，从而严重影响气体测量的准确性。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种体积较小、结构简单、便于安装调试的气体吸收池以及一种能克服长光程情况下气体测量准确性不高的弊端的气体含量检测方法。

本发明提供了一种气体吸收池，包括环形反射体，

所述环形反射体具有一反射腔，所述反射腔的形状为球形或为球形的一部分，所述环形反射体上设有与所述反射腔连通的进气口和出气口，所述环形反射体上还设有与所述反射腔连通的光输入口和光接收口。

本发明还提供了一种气体浓度检测装置，包括本发明提供的气体吸收池、输入装置以及接收装置，

所述输入装置安装于所述光输入口处，所述输入装置用于向所述反射腔内输入激光光束；

所述接收装置安装于所述光接收口处，所述接收装置用于接收所述激光光束并对所述激光光束进行检测。

本发明还提供了一种气体浓度检测方法，包括如下步骤：

S1、准备一本发明提供的气体浓度检测装置，并将所述进气口及所述出气口均与待测气体源连通；

S2、通过所述输入装置向所述反射腔内输入激光光束，并使所述激光光束在所述反射腔内先聚焦到焦点再发散，其中，所述焦点位于两次反射的中点且不过所述反射腔的球心；

S3、通过所述接收装置接收经多次反射后从所述接收点射出的所述激光光束，并对所述激光光束进行检测，以得到所述待测气体的浓度。

与现有技术相比，本发明提出的技术方案的有益效果是：本发明提供的气体吸收池通过采用单一的环形反射体作为光学元件，稳定性高，便于安装调试，通过使激光光束在反射腔内多次反射，提高了激光光束的光程，从而有利于减小反射腔的体积和提高气体检测灵敏度，降低了对待检测气体量的需求；同时，本发明提供的气体浓度检测方法通过采用聚焦光束代替传统的平行光束，有效克服了当光程较长时传统的气体浓度检测装置的平行光束发生发散而影响气体浓度测量准确性的缺陷。

附图说明

图1是本发明提供的气体浓度检测装置的一实施例的结构示意图；

图2是图1中的气体浓度检测装置在短光程情况下反射腔内的光路图；

图3是图1中的气体浓度检测装置在长光程情况下反射腔内的光路图；