[实用新型]一种V形长光程气体传感器气室

说明书

本实用新型涉及光学气体传感器技术领域，公开了一种V形长光程气体传感器气室，该气室主要由凹面反射镜、第一、第二蓝宝石窗口玻璃、两侧镂空气室筒体、内外双层环境防护罩组成。第一蓝宝石窗口玻璃设置在气室筒体的一端，第二蓝宝石窗口玻璃和凹面镜设置在气室筒体的另一端，气室筒体上还留有多边形柱，内层环境防护罩匹配气室筒体卡在多边形柱上，防护罩交错开口，边缘长出凸台；外层环境防护罩与内层环境防护罩匹配交错开口，固定于气室筒体多边形柱上，同时卡紧了内层环境防护罩。本实用新型操作简便，制作成本低，气体交换充分，传感器的维护周期具有显著的提高。

技术领域

本实用新型涉及光学气体传感器领域，尤其涉及一种V形长光程传感器气室。

背景技术

随着人口的增长和经济的发展,我国正面临着十分严重的环境污染问题。研制能够实时监测环境气体的分析仪器对改善人类的生存环境具有重大的意义。由于所需监测的污染气体多为低于ppm量级乃至ppb量级的低浓度物质, 所以设计的光学系统必须具有足够长的光程才能达到检测精度要求，同时考虑到成本、空间大小的约束、气室环境防护要求，所以长光程气体检测气室的研制是整个系统的关键及难点所在。

光谱吸收法气体传感器的基本工作原理：如果光源光谱覆盖待测气体的吸收线，则光通过待测气体时光强就会发生衰减，其输入光强I₀，输出光强I和气体的浓度C之间服从比尔-朗伯吸收定律，出射光强的计算公式为：

I＝I₀exp(-KCL)

式中L表示红外光通过被测气体的光程，K表示被测气体的吸收系数，C 为待测测气体的浓度。通过检测I和I₀便可得到待测气体的浓度。光束与待测气体的作用长度是决定红外气体传感器的灵敏度的一个重要因素，传感长度越长灵敏度越高。

目前红外气体传感器的光学腔体气室多采用单光路吸收气室，一般为圆柱体，光束只在气室中经过一次，传感长度即为气室中容纳气体的长度。这种气室结构简单，但体积较大，无法满足某些场合便携化的要求。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种V形长光程气体传感器气室，亦即提供一种具有单次反射结构的光学开放式气室腔体，红外光源发出的红外光经凹面反射镜反射到达探测器，有效地增加了光程，同时减小了气室结构尺寸。另一方面匹配气室的双层环境防护罩，有效地防止雨水和大部分灰尘杂质颗粒进入气室，有利于高分辨率、便携化和气体交换充分、长维护周期的长光程红外传感器的实现。

本实用新型采用的技术方案是这样的：一种V形长光程气体传感器气室，包括有开放式光路气室筒体，所述气室筒体一端设置有第一窗口玻璃，所述气室筒体另一端设置有第二窗口玻璃和凹面反射镜；所述气室筒体上配备有内层环境防护罩和外层环境防护罩，所述外层环境防护罩与内层环境防护罩匹配交错开口，固定在气室筒体上。

通过凹面反射镜有效地增加了光程，而内外双层环境防护罩的配套使用，有效防止雨水和灰尘杂质颗粒进入有效光路气室腔。

进一步的，所述气室筒体两侧镂空，有利于气体交换。

进一步的，所述第一窗口玻璃和第二窗玻璃皆选用蓝宝石窗口玻璃。

进一步的，所述气室筒体上设有第一多边形柱和第二多边形柱。

进一步的，所述第一多边形柱上开有沉孔，用于固定外层环境保护罩。

进一步的，所述内层环境防护罩卡紧在所述第一多边形柱和第二多边形柱上。

进一步的，所述外层环境防护罩套在气室筒体外部并通过螺丝固定在第一多边形柱上。

进一步的，所述内层环境防护罩两侧交错开口，其开口部分设有凸台，所述内层环境防护罩用于气体交换和有效防止雨水、灰尘杂质颗粒直接进入有效光路气室腔。