气体吸收室论文和设计-王向前

全文摘要

本实用新型提出一种气体吸收室，包括镜筒、第一反射镜及第二反射镜，所述镜筒包括第一端及第二端，所述第一反射镜设置在所述镜筒的第一端，所述第二反射镜设置在所述镜筒的第二端，所述第一反射镜中心设置有通孔，所述通孔内安装有平凸透镜，所述平凸透镜包括平面侧和凸面侧，所述平凸透镜的平面侧靠近所述镜筒设置，所述平凸透镜的凸面侧背离所述镜筒设置，从所述平凸透镜进入镜筒的光束经所述第二反射镜及所述第一反射镜反射后再从所述平凸透镜射出；本实用新型的所述气体吸收室具有光程长、容积小、相对孔径大的特点。

主设计要求

1.一种气体吸收室，其特征在于：包括镜筒、第一反射镜及第二反射镜，所述镜筒包括第一端及第二端，所述第一反射镜设置在所述镜筒的第一端，所述第二反射镜设置在所述镜筒的第二端；所述第一反射镜中心设置有通孔，所述通孔内安装有平凸透镜，所述平凸透镜包括平面侧和凸面侧，所述平凸透镜的平面侧靠近所述镜筒设置，所述平凸透镜的凸面侧背离所述镜筒设置；从所述平凸透镜进入镜筒的光束经所述第二反射镜及所述第一反射镜反射后再从所述平凸透镜射出。

设计方案

2.根据权利要求1所述的气体吸收室，其特征在于：所述第一反射镜与所述第二反射镜同轴设置，且所述第一反射镜的反射面与所述第二反射镜的反射面以面对面的方式设置。

3.根据权利要求2所述的气体吸收室，其特征在于：所述第一反射镜及所述第二反射镜的反射面上镀有反射膜。

4.根据权利要求2所述的气体吸收室，其特征在于：所述第一反射镜及所述第二反射镜的反射面为凹面，且所述第一反射镜与所述第二反射镜的反射面的曲率半径相同。

5.根据权利要求4所述的气体吸收室，其特征在于：所述第一反射镜与所述第二反射镜的直径相同。

6.根据权利要求1所述的气体吸收室，其特征在于：所述通孔内还安装有窗片，所述窗片为平面玻璃，所述通孔包括第一通孔及第二通孔，所述窗片设置于所述第一通孔内且覆盖所述第二通孔的孔口。

7.根据权利要求6所述的气体吸收室，其特征在于：所述平凸透镜设置在所述第一通孔内，所述窗片设置于所述平凸透镜的平面侧的侧方。

8.根据权利要求6所述的气体吸收室，其特征在于：所述窗片表面镀带通膜。

9.根据权利要求1至8任一项所述的气体吸收室，其特征在于：所述镜筒上开设有进气口及出气口。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于光学传感器技术领域，尤其涉及一种气体吸收室。

背景技术

气体吸收室是检测痕量气体的光学吸收法气体传感器的关键部件之一。光学吸收法气体传感器中，气室的光程越长，能够检测的气体浓度越低。但是现有的气体吸收室设计方案中，光程越长带来的问题就是气室的容积很大，响应能力下降，并且相对孔径变小，光能损失严重，需要更大功率的光源。设计一种光程长、容积小、相对孔径大的气体吸收室，对光学吸收法气体传感器的性能提升具有重要的作用。

鉴于此，有必要提供一种气体吸收室，该气体吸收室具有光程长、容积小、相对孔径大的特点。

发明内容

本实用新型针对上述技术问题，提出一种具有光程长、容积小及相对孔径大的特点的气体吸收室。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种气体吸收室，包括镜筒、第一反射镜及第二反射镜，所述镜筒包括第一端及第二端，所述第一反射镜设置在所述镜筒的第一端，所述第二反射镜设置在所述镜筒的第二端；所述第一反射镜中心设置有通孔，所述通孔内安装有平凸透镜，所述平凸透镜包括平面侧和凸面侧，所述平凸透镜的平面侧靠近所述镜筒设置，所述平凸透镜的凸面侧背离所述镜筒设置；从所述平凸透镜进入镜筒的光束经所述第二反射镜及所述第一反射镜反射后再从所述平凸透镜射出。

作为优选，所述第一反射镜与所述第二反射镜同轴设置，且所述第一反射镜的反射面与所述第二反射镜的反射面以面对面的方式设置。

作为优选，所述第一反射镜及所述第二反射镜的反射面上镀有反射膜。

作为优选，所述第一反射镜及所述第二反射镜的反射面为凹面，且所述第一反射镜与所述第二反射镜的反射面的曲率半径相同。

作为优选，所述第一反射镜与所述第二反射镜的直径相同。

作为优选，所述通孔内还安装有窗片，所述窗片为平面玻璃，所述通孔包括第一通孔及第二通孔，所述窗片设置于所述第一通孔内且覆盖所述第二通孔的孔口。

作为优选，所述平凸透镜设置在所述第一通孔内，所述窗片设置于所述平凸透镜的平面侧的侧方。

作为优选，所述窗片表面镀带通膜。

作为优选，所述镜筒上开设有进气口及出气口。

本实用新型的优点和积极效果在于：

1、本实用新型的所述气体吸收室，通过在通孔内设置平凸透镜提高了整个气室的相对孔径使能量利用率更高；

2、本实用新型的所述气体吸收室，通过面对面设置的第一反射镜及第二反射镜，可实现多次反射使得气体吸收室具有光程长、容积小的特点；

附图说明

图1为本实用新型气体吸收室的结构示意图；

图2为本实用新型所述气体吸收室的局部结构示意图；

图3为本实用新型所述气体吸收室的平凸透镜的结构示意图；

图中：1、第一反射镜；11、通孔；111、第一通孔；112、第二通孔；12、平凸透镜；121、平面侧；122、凸面侧；13、窗片；2、第二反射镜；3、镜筒；31、第一端；32、第二端。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，一种气体吸收室，包括镜筒3、第一反射镜1及第二反射镜2，所述镜筒3上开设有进气口及出气口，所述镜筒3包括第一端31及第二端32，所述第一反射镜1设置在所述镜筒3的第一端31，所述第二反射镜2设置在所述镜筒3的第二端32；所述第一反射镜1中心设置有通孔11，所述通孔11内安装有平凸透镜12，所述平凸透镜12包括平面侧121和凸面侧122，所述平凸透镜12的平面侧121靠近所述镜筒3设置，所述平凸透镜12的凸面侧122背离所述镜筒3设置；从所述平凸透镜12进入镜筒3的光束经所述第二反射镜2及所述第一反射镜1反射后再从所述平凸透镜12射出，所述平凸透镜12用来会聚光束，提高气体吸收室的相对孔径，进而提高光能利用率，光束在第一反射镜1及第二反射镜2之间多次反射和会聚，通过调整第一反射镜1与第二反射镜2之间的中心距可以改变光束在第一反射镜1与第二反射镜2之间的反射次数，从而改变光程。

进一步地，所述第一反射镜1与所述第二反射镜2同轴设置，且所述第一反射镜1的反射面与所述第二反射镜2的反射面以面对面的方式设置；进一步地，所述第一反射镜1及所述第二反射镜2的反射面为凹面，且所述第一反射镜1与所述第二反射镜2的反射面的曲率半径相同，所述第一反射镜1与所述第二反射镜2的直径相同，为了实现更好的发射效果在所述第一反射镜1及所述第二反射镜2的反射面上镀有反射膜。

如图2所示，所述通孔11内还安装有窗片13，所述窗片13为平面玻璃，所述通孔11包括第一通孔111及第二通孔112，所述窗片13设置于所述第一通孔111内且覆盖所述第二通孔112的孔口以用于气室的密封，所述窗片13表面镀带通膜以平衡气体吸收室的光谱透过性能，降低杂散光，所述平凸透镜12设置在所述第一通孔111内，所述窗片13设置于所述平凸透镜12的平面侧121的侧方。

实施例一

当所述第一反射镜1和所述第二反射镜2的直径均为D1＝92mm，所述第一反射镜1和所述第二反射镜2的反射面的曲率半径均为SR1＝795.8mm，所述平凸透镜12的直径为D2＝6mm，所述平凸透镜12的凸面曲率半径为SR2＝4.58mm，所述第一反射镜1与所述第二反射镜2之间的中心距为L＝907.5mm时，光束在所述第一反射镜1与所述第二反射镜2之间的反射次数为22次，理论光程为19965mm。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

设计图

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