[发明专利]一种光程可调的红外检测系统

权利要求书

1.一种光程可调的红外检测系统，包括：光源单元、气室单元、检测单元，其特征在于：

所述光源单元，包括光源(1)和准直器(3)，用于使检测用红外光以单一方向入射至气室单元；

所述气室单元，包括内部充有待测气体的气室(4)，所述气室呈长方体形状，内部侧壁设置有平面镜(12)、(13)，底部设置有红外探测器(5)，用于接收来自光源单元的检测用红外光，经过待测气体后输出至红外探测器(5)；

所述检测单元，包括数据处理显示模块(6)，用于将红外探测器(5)检测到的光强转换为检测数据在数据处理显示模块(6)上显示。

2.根据权利要求1所述的一种光程可调的红外检测系统，其特征在于：

光源单元还包括光传播空间(2)，光源(1)通过光传播空间(2)进入气室部分到达准直器(3)。

3.根据权利要求2所述的一种光程可调的红外检测系统，其特征在于：

在测量前调节准直器(3)，以改变所述红外光进入气室(4)时的入射角θ。

4.根据权利要求3所述的一种光程可调的红外检测系统，其特征在于：

气室(4)的内部设有两块平面镜，所述两块平面镜为与侧壁形状相同的长方形，设置于气室(4)相互平行的两个侧壁上。

5.根据权利要求4中任一项所述的一种光程可调节的红外检测系统，其特征在于：

红外探测器(5)在气室的底部且和平面镜m(12)以及平面镜n(13)的底部相接触。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种光程可调的红外检测系统，其特征在于：

气室单元还包括进气口(7)、出气口(8)、进气口阀门(9)、出气口阀门(10)、进气口(7)和出气口(8)上分别设有进气口阀门(9)和出气口阀门(10)。

7.根据权利要求6所述的一种光程可调的红外检测系统，其特征在于：

光入射口(11)设置在光传播空间(2)出口处和气室(4)内的准直器(3)入口处，接收红外光以单一方向入射至气室(4)内。

8.根据权利要求7所述的一种光程可调的红外检测系统，其特征在于：

进气口(7)与采集待测气体的气袋装置相连，出气口(8)与真空泵相连接。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种光程可调的红外检测系统的光程可调的红外检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：预估待测气体的浓度以确定光的传播路程长度L，

步骤2，根据确定所需的光的传播路程长度L后，选取反射次数n，并确定入射角θ，

步骤3，根据计算得到的入射角θ，调节准直器(3)，使系统中光的入射角和计算结果θ保持一致，

步骤4，将待测气体充入气室(4)内，同时由光源(1)发出的光在气室(4)内经过多次反射达到预设传播距离后射入红外探测器(5)，得到待测气体分析结果。

10.根据权利要求9所述的一种光程可调的红外检测系统，其特征在于：

以如下公式表示光传播路程长度L和入射角θ的关系，

式中：

n表示光在平面镜之间的反射次数；

a表示平面镜m(12)和平面镜n(13)之间的距离；

θ表示入射光与水平面之间的角度；

l表示准直器3的光射入点到平面镜m(12)底端的距离和平面镜n(13)的高度；

L表示光在气室内传播的总路程。

11.根据权利要求10所述的一种光程可调的红外检测系统，其特征在于：

检测开始时，使用所述采气袋与实验装置相连接，打开气袋阀门和实验装置阀门，使实验后的气体进入气袋以利用所述气袋采集待测气体；

将进气口(7)与装有待测气体的气袋相连，打开气室(4)进气口阀门(9)和气袋的阀门使待测气体进入气室(4)内。