專利名稱：一種反射長光程大氣監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大氣監(jiān)測儀，尤其是涉及一種一種反射長光程大氣監(jiān)測儀。
背景技術(shù)：
對于長光程DOAS(Differential Optical Absorption Spectroscopy)技術(shù)來說， 其主要是利用空氣中的痕量污染成分對紫外線及可見光波段的吸收特征來進(jìn)行定性定量分析。它可以同時(shí)監(jiān)測多種痕量氣體成分，測量范圍可以從100米到數(shù)千米，具有較高靈敏度。通常對于長光程DOAS技術(shù)的應(yīng)用是通過利用設(shè)置于高層建筑上的發(fā)射器產(chǎn)生光輻射， 通過望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)準(zhǔn)直傳輸?shù)酱髿饴窂剑诹硪欢?50···200米)安裝一個(gè)角反射鏡將其反射回來。經(jīng)過大氣路徑反射回來的光線經(jīng)光譜儀處理，得到輻射光譜與燈的光譜相比較得到它們的不同而確定大氣中的氣體成分。由于每個(gè)氣體都有自己的特征吸收光譜，分析光譜的變化就可以確定吸收氣體及氣體的濃度。但是對于現(xiàn)有的長光程大氣測試儀器在監(jiān)測空氣中氣體濃度時(shí)存在以下不足之處首先長光程大氣測試儀的選點(diǎn)、安裝，因?yàn)樵诎惭b時(shí)發(fā)射器必須在一棟高層建筑上選一個(gè)點(diǎn)，在相距100米外為接收器選另一點(diǎn)，中間需避開障礙物，但是往往在儀器安裝使用一段時(shí)間后，在兩點(diǎn)間可能產(chǎn)生新的障礙物，這就存在第二次選點(diǎn)的問題；其次由于這種遠(yuǎn)距離的選點(diǎn)設(shè)置不利于對長光程大氣測試儀進(jìn)行維修，花費(fèi)人力和時(shí)間，效率差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種具有自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，可以在線標(biāo)定儀器系統(tǒng)；.可以一個(gè)主機(jī)進(jìn)行多方位測量，測試范圍更廣；采用空心角錐棱鏡進(jìn)行反射，提高了反射的能量以及采用紫外差分技術(shù)，可以監(jiān)測大氣中的多種污染物質(zhì)的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，其特征在于，包括用于產(chǎn)生光信號并通過一驅(qū)動(dòng)裝置固定在一主底座上的光源發(fā)生裝置、用于改變光源發(fā)生裝置產(chǎn)生的光信號光路并將該光信號發(fā)射出去的主光源反射裝置、用于標(biāo)定光信號的標(biāo)定裝置、與標(biāo)定裝置5相連的分析系統(tǒng)9、以及固定在一副底座上用于主光源反射裝置發(fā)射的光信號并將其反射回主光源反射裝置上并通過主光源反射裝置將光信號傳至標(biāo)定裝置的副光源反射裝置。在上述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，所述的主光源反射裝置包括光源主筒、設(shè)置在光源主筒外壁并能使光信號穿進(jìn)光源主筒內(nèi)的光信號發(fā)生器、設(shè)置在所述光源主筒內(nèi)用于改變光信號傳輸線路的光信號反射裝置。在上述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，所述光信號反射裝置包括固定在光源主筒內(nèi)用于改變上述光信號發(fā)生器射入光源主筒內(nèi)的垂直光信號光路的光信號反射鏡裝置、設(shè)置在光源主筒一端用于將所述光信號反射鏡裝置所反射的光信號轉(zhuǎn)換為平行光信號并將該平行光信號反射至上述副光源反射裝置上然后接收副光源反射裝置所反射回的平行光信號最后將平行光信號通過光信號反射鏡裝置反射至上述標(biāo)定裝置上的球面鏡。在上述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，所述的光信號反射鏡裝置包括固定在光源主筒內(nèi)的主反射支座、設(shè)置在主反射支座上并且其上固定有主反射托架并能使主反射托架在所述主反射支座上往復(fù)滑動(dòng)的調(diào)節(jié)滑塊，所述調(diào)節(jié)滑塊通過調(diào)節(jié)分厘卡控制，所述的主反射托架上設(shè)置有以光源主筒中心軸對稱設(shè)置的第一主反射鏡以及第二主反射鏡，所述的第一主反射鏡以及第二主反射鏡均通過回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘與所述主反射托架連接。在上述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，所述的副光源反射裝置包括通過一角鏡筒回轉(zhuǎn)支架固定在一角鏡筒支座上的角鏡筒以及設(shè)置在所述角鏡筒內(nèi)的光信號角鏡裝置。在上述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，所述的光信號角鏡裝置包括三個(gè)夾角互為 45度的角鏡，在上述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，所述第一主反射鏡以及第二主反射鏡的夾角為90度。在上述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，該反射長光程大氣監(jiān)測儀還包括一個(gè)用于校正光信號的校光裝置，所述的校光裝置包括設(shè)置在上述光源主筒內(nèi)與上述球面鏡相對的另一端的校光調(diào)節(jié)座、固定在所述校光調(diào)節(jié)座上的校光鏡支架以及分別固定在所述校光鏡支架兩端的并以校光鏡支架中心軸對稱設(shè)置的第一校光反射鏡和第二校光反射鏡，所述第一校光反射鏡和第二校光反射鏡的夾角為90度。在上述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，所述的驅(qū)動(dòng)裝置通過一個(gè)主筒加轉(zhuǎn)支架與上述光源主筒固定，所述主筒加轉(zhuǎn)支架能夠在驅(qū)動(dòng)裝置作用下做周向360度旋轉(zhuǎn)，所述主筒加轉(zhuǎn)支架上設(shè)置有一俯仰電機(jī)，所述主筒加轉(zhuǎn)支架與所述俯仰電機(jī)輸出軸連接固定。在上述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，所述校光鏡支架通過一校光鏡電機(jī)與上述校光調(diào)節(jié)座固定，所述校光鏡支架固定在校光鏡電機(jī)輸出軸上，并能在校光鏡電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下做周向360旋轉(zhuǎn)，所述的凹面鏡的曲率半徑在20厘米至500厘米之間，上述第一主反射鏡、第二主反射鏡、第一校光反射鏡、第二校光反射鏡和球面鏡使用材料為石英或紫外光學(xué)石英玻璃材料，其反射面鍍金或銀，同時(shí)鍍保護(hù)膜。因此，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.具有自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，可以在線標(biāo)定儀器系統(tǒng)； 2.可以一個(gè)主機(jī)進(jìn)行多方位測量，測試范圍更廣；3、采用空心角錐棱鏡進(jìn)行反射，提高了反射的能量；4、采用紫外差分技術(shù)，可以監(jiān)測大氣中的多種污染物質(zhì)。

圖1是本實(shí)用新型的一種主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是沿圖1的A-A剖線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1的左視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型的工作狀態(tài)的光路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型的校準(zhǔn)狀態(tài)的光路結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。圖中，驅(qū)動(dòng)裝置1、主筒加轉(zhuǎn)支架101、俯仰電機(jī)102、主底座2、光源發(fā)生裝置3、主光源反射裝置4、光源主筒401、光信號發(fā)生器402、光信號反射鏡裝置403、球面鏡404、主反射支座 405、主反射托架406、調(diào)節(jié)滑塊407、調(diào)節(jié)分厘卡408第一主反射鏡409、第二主反射鏡410、 回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘411、標(biāo)定裝置5、副底座6、副光源反射裝置7、角鏡筒回轉(zhuǎn)支架701、角鏡筒支座702、角鏡筒703、角鏡704、校光裝置8、校光調(diào)節(jié)座801、校光鏡支架802、第一校光反射鏡803、第二校光反射鏡804、校光鏡電機(jī)805、分析系統(tǒng)9。實(shí)施例一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，包括用于產(chǎn)生光信號的光源發(fā)生裝置3、用于改變光源發(fā)生裝置3產(chǎn)生的光信號光路并將該光信號發(fā)射出去并通過一驅(qū)動(dòng)裝置1固定在一主底座2上的主光源反射裝置4、用于標(biāo)定光信號的標(biāo)定裝置5、與標(biāo)定裝置5相連的分析系統(tǒng) 9、以及固定在一副底座6上用于主光源反射裝置4發(fā)射的光信號并將其反射回主光源反射裝置4上并通過主光源反射裝置4將光信號傳至標(biāo)定裝置5的副光源反射裝置7，驅(qū)動(dòng)裝置1通過一個(gè)主筒加轉(zhuǎn)支架101與上述光源主筒401固定，所述主筒加轉(zhuǎn)支架101能夠在驅(qū)動(dòng)裝置1作用下做周向360度旋轉(zhuǎn)，所述主筒加轉(zhuǎn)支架101上設(shè)置有一俯仰電機(jī)102，所述主筒加轉(zhuǎn)支架101與所述俯仰電機(jī)102輸出軸連接固定。主光源反射裝置4包括光源主筒401、設(shè)置在光源主筒401外壁并能使光信號穿進(jìn)光源主筒401內(nèi)的光信號發(fā)生器402、設(shè)置在所述光源主筒401內(nèi)用于改變光信號傳輸線路的光信號反射裝置。光信號反射裝置包括固定在光源主筒401內(nèi)用于改變上述光信號發(fā)生器402射入光源主筒401內(nèi)的垂直光信號光路的光信號反射鏡裝置403、設(shè)置在光源主筒401 —端用于將所述光信號反射鏡裝置403所反射的光信號轉(zhuǎn)換為平行光信號并將該平行光信號反射至上述副光源反射裝置7上然后接收副光源反射裝置7所反射回的平行光信號最后將平行光信號通過光信號反射鏡裝置403反射至上述標(biāo)定裝置5上的球面鏡404。光信號反射鏡裝置403包括固定在光源主筒401內(nèi)的主反射支座405、設(shè)置在主反射支座405上并且其上固定有主反射托架406并能使主反射托架406在所述主反射支座 405上往復(fù)滑動(dòng)的調(diào)節(jié)滑塊407，所述調(diào)節(jié)滑塊407通過調(diào)節(jié)分厘卡408控制，所述的主反射托架406上設(shè)置有以光源主筒401中心軸對稱設(shè)置的第一主反射鏡409以及第二主反射鏡410，所述的第一主反射鏡409以及第二主反射鏡410均通過回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘411與所述主反射托架406連接。第一主反射鏡409以及第二主反射鏡410的夾角為90度。副光源反射裝置7包括通過一角鏡筒回轉(zhuǎn)支架701固定在一角鏡筒支座702上的角鏡筒703以及設(shè)置在所述角鏡筒703內(nèi)的光信號角鏡裝置，光信號角鏡裝置包括三個(gè)夾角互為45度的角鏡704，本反射長光程大氣監(jiān)測儀還包括一個(gè)用于校正光信號的校光裝置8，所述的校光裝置8包括設(shè)置在上述光源主筒401內(nèi)與上述球面鏡404相對的另一端的校光調(diào)節(jié)座801、 固定在所述校光調(diào)節(jié)座801上的校光鏡支架802以及分別固定在所述校光鏡支架802兩端的并以校光鏡支架802中心軸對稱設(shè)置的第一校光反射鏡803和第二校光反射鏡804，所述第一校光反射鏡803和第二校光反射鏡804的夾角為90度。校光鏡支架802通過一校光鏡電機(jī)805與上述校光調(diào)節(jié)座801固定，所述校光鏡支架802固定在校光鏡電機(jī)805輸出軸上，并能在校光鏡電機(jī)805的驅(qū)動(dòng)下做周向360旋轉(zhuǎn)，所述的球面鏡404的曲率半徑在20厘米至500厘米之間，上述第一主反射鏡409、第二主反射鏡410、第一校光反射鏡803、第二校光反射鏡804和球面鏡404使用材料為石英或紫外光學(xué)石英玻璃材料，其反射面鍍金或銀，同時(shí)鍍保護(hù)膜。需要說明的是，本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)裝置1和俯仰電機(jī)102用來驅(qū)動(dòng)主筒加轉(zhuǎn)支架 101做周向以及俯仰運(yùn)動(dòng)的時(shí)，可以分別采用一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用主從動(dòng)輪的形式，或者內(nèi)齒外齒嚙合的形式，并結(jié)合實(shí)際情況采用合適的齒輪比，使光源主筒 401的轉(zhuǎn)向更為精確。在本實(shí)施例中，主光源反射裝置4可以只需要一個(gè)，副光源反射裝置 7可以為多個(gè)，安裝在不同的需要檢測的方位，主光源反射裝置4只需要在驅(qū)動(dòng)裝置1和俯仰電機(jī)102的作用下對準(zhǔn)副光源反射裝置7即可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測該方位的大氣質(zhì)量。本實(shí)用新型的工作狀態(tài)分為兩個(gè)步驟，首先進(jìn)行光路校準(zhǔn)，如圖6所示，啟動(dòng)校光鏡電機(jī)805，使校光鏡支架802帶動(dòng)第一校光反射鏡803和第二校光反射鏡804旋轉(zhuǎn)至圖6 位置，光路走向如圖6所示，進(jìn)行光路校準(zhǔn)；然后，再次啟動(dòng)校光鏡電機(jī)805，使校光鏡支架 802帶動(dòng)第一校光反射鏡803和第二校光反射鏡804旋轉(zhuǎn)至圖5的水平位置，進(jìn)行大氣監(jiān)測，光路走向如圖5所示，最后光信號進(jìn)入分析儀進(jìn)行檢測。本實(shí)用新型能夠使主光源反射裝置4自動(dòng)跟蹤到所許檢測的部位，采用不同物質(zhì)的特征譜線進(jìn)行標(biāo)定，另外，光信號發(fā)生器402可自動(dòng)控制，采用恒流恒壓光源，本實(shí)用新型的所測光譜范圍在180-600 μ m。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了驅(qū)動(dòng)裝置1、主筒加轉(zhuǎn)支架101、俯仰電機(jī)102、主底座2、光源發(fā)生裝置3、主光源反射裝置4、光源主筒401、光信號發(fā)生器402、光信號反射鏡裝置403、 球面鏡404、主反射支座405、主反射托架406、調(diào)節(jié)滑塊407、調(diào)節(jié)分厘卡408第一主反射鏡 409、第二主反射鏡410、回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘411、標(biāo)定裝置5、副底座6、副光源反射裝置7、角鏡筒回轉(zhuǎn)支架701、角鏡筒支座702、角鏡筒703、角鏡704、校光裝置8、校光調(diào)節(jié)座801、校光鏡支架802、第一校光反射鏡803、第二校光反射鏡804、校光鏡電機(jī)805、分析系統(tǒng)9等術(shù)語， 但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，其特征在于，包括用于產(chǎn)生光信號的光源發(fā)生裝置 (3)、用于改變光源發(fā)生裝置(3)產(chǎn)生的光信號光路并將該光信號發(fā)射出去并通過一驅(qū)動(dòng)裝置(1)固定在一主底座( 上的主光源反射裝置G)、用于標(biāo)定光信號的標(biāo)定裝置(5)、 與標(biāo)定裝置(5)相連的分析系統(tǒng)(9)、以及固定在一副底座(6)上用于主光源反射裝置發(fā)射的光信號并將其反射回主光源反射裝置(4)上并通過主光源反射裝置(4)將光信號傳至標(biāo)定裝置(5)的副光源反射裝置(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，其特征在于，所述的主光源反射裝置(4)包括光源主筒G01)、設(shè)置在光源主筒(401)外壁并能使光信號穿進(jìn)光源主筒 (401)內(nèi)的光信號發(fā)生器002)、設(shè)置在所述光源主筒001)內(nèi)用于改變光信號傳輸線路的光信號反射裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，其特征在于，所述光信號反射裝置包括固定在光源主筒G01)內(nèi)用于改變上述光信號發(fā)生器(40 射入光源主筒001) 內(nèi)的垂直光信號光路的光信號反射鏡裝置003)、設(shè)置在光源主筒(401) —端用于將所述光信號反射鏡裝置(403)所反射的光信號轉(zhuǎn)換為平行光信號并將該平行光信號反射至上述副光源反射裝置(7)上然后接收副光源反射裝置(7)所反射回的平行光信號最后將平行光信號通過光信號反射鏡裝置(40 反射至上述標(biāo)定裝置( 上的球面鏡004)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，其特征在于，所述的光信號反射鏡裝置(403)包括固定在光源主筒G01)內(nèi)的主反射支座005)、設(shè)置在主反射支座 (405)上并且其上固定有主反射托架(406)并能使主反射托架(406)在所述主反射支座 (405)上往復(fù)滑動(dòng)的調(diào)節(jié)滑塊007)，所述調(diào)節(jié)滑塊(407)通過調(diào)節(jié)分厘卡(408)控制，所述的主反射托架(406)上設(shè)置有以光源主筒G01)中心軸對稱設(shè)置的第一主反射鏡009) 以及第二主反射鏡G10)，所述的第一主反射鏡(409)以及第二主反射鏡(410)均通過回轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘Gll)與所述主反射托架(406)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，其特征在于，所述的副光源反射裝置(7)包括通過一角鏡筒回轉(zhuǎn)支架(701)固定在一角鏡筒支座(70 上 的角鏡筒 (703)以及設(shè)置在所述角鏡筒(703)內(nèi)的光信號角鏡裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，其特征在于，所述的光信號角鏡裝置包括三個(gè)夾角互為45度的角鏡(704)，
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，其特征在于，所述第一主反射鏡G09)以及第二主反射鏡G10)的夾角為90度。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，其特征在于，該反射長光程大氣監(jiān)測儀還包括一個(gè)用于校正光信號的校光裝置(8)，所述的校光裝置(8)包括設(shè)置在上述光源主筒G01)內(nèi)與上述球面鏡(404)相對的另一端的校光調(diào)節(jié)座(801)、固定在所述校光調(diào)節(jié)座(801)上的校光鏡支架(802)以及分別固定在所述校光鏡支架(80 兩端的并以校光鏡支架(80 中心軸對稱設(shè)置的第一校光反射鏡(80 和第二校光反射鏡(804)，所述第一校光反射鏡(80 和第二校光反射鏡(804)的夾角為90度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)裝置 (1)通過一個(gè)主筒加轉(zhuǎn)支架(101)與上述光源主筒001)固定，所述主筒加轉(zhuǎn)支架(101)能夠在驅(qū)動(dòng)裝置(1)作用下做周向360度旋轉(zhuǎn)，所述主筒加轉(zhuǎn)支架(101)上設(shè)置有一俯仰電機(jī)(102)，所述主筒加轉(zhuǎn)支架(101)與所述俯仰電機(jī)(10 輸出軸連接固定。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，其特征在于，所述校光鏡支架 (802)通過一校光鏡電機(jī)(80 與上述校光調(diào)節(jié)座(801)固定，所述校光鏡支架(80 固定在校光鏡電機(jī)(80 輸出軸上，并能在校光鏡電機(jī)(80 的驅(qū)動(dòng)下做周向360旋轉(zhuǎn)，所述的球面鏡(404)的曲率半徑在20厘米至500厘米之間，上述第一主反射鏡009)、第二主反射鏡G10)、第一校光反射鏡(803)、第二校光反射鏡(804)和球面鏡(404)使用材料為石英或紫外光學(xué)石英玻璃材料，其反射面鍍金或銀，同時(shí)鍍保護(hù)膜。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種反射長光程大氣監(jiān)測儀，包括用于產(chǎn)生光信號的光源發(fā)生裝置(3)、用于改變光源發(fā)生裝置(3)產(chǎn)生的光信號光路并將該光信號發(fā)射出去并通過一驅(qū)動(dòng)裝置(1)固定在一主底座(2)上的主光源反射裝置(4)、用于標(biāo)定光信號的標(biāo)定裝置(5)、與標(biāo)定裝置(5)相連的分析系統(tǒng)(9)、以及固定在一副底座(6)上用于主光源反射裝置(4)發(fā)射的光信號并將其反射回主光源反射裝置(4)上并通過主光源反射裝置(4)將光信號傳至標(biāo)定裝置(5)的副光源反射裝置(7)。有如下優(yōu)點(diǎn)具有自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，可以在線標(biāo)定儀器系統(tǒng)；可以一個(gè)主機(jī)進(jìn)行多方位測量，測試范圍更廣；采用空心角錐棱鏡進(jìn)行反射，提高了反射的能量。
文檔編號G01N21/31GK202230015SQ20112034741
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者井傳發(fā), 李圣彬, 李愷驊, 李虹杰 申請人:武漢市天虹儀表有限責(zé)任公司