專利名稱:氣體分析儀的制作方法
本發(fā)明所涉及的氣體分析儀，是在從光源出發(fā)經(jīng)過氣體容器而延伸至探測(cè)器的光路上裝有多層干涉濾光片的氣體分析儀。
氣體分析儀中使用的多層干涉濾光片，通常都是帶通濾光片。對(duì)于這種帶通濾光片來說，重要的是要有一個(gè)特定波長(zhǎng)作為中心波長(zhǎng)，因?yàn)檫@個(gè)特定的中心波長(zhǎng)也就是適用于裝有該濾光片的氣體分析儀的工作波長(zhǎng)。這種帶通濾光片的制造方法，一般是在濾光片的基片上真空蒸鍍大約一百層差不多為0.05微米厚的簿膜。為了得到所需要的特定的中心波長(zhǎng)，此膜層厚度的制造精度要求不低于0.5%。
從制造技術(shù)的觀點(diǎn)考慮，對(duì)于這種多層膜干涉濾光片來說，要制造具有特定中心波長(zhǎng)的濾光片是困難的，而且實(shí)際上這種特定波長(zhǎng)只有在制成之后才能確定。因此，可用的多層干涉濾光片的數(shù)量是非常有限的。只要中心波長(zhǎng)稍一偏離所需要的波長(zhǎng)，就要把濾光片報(bào)廢。因而這種制造工藝的濾光片成品率很低，多層干涉濾光片通常都是很昂貴的，低成品率的結(jié)果使每個(gè)可用的濾光片的制造成本更高。
本發(fā)明是基于多層干涉濾光片的性質(zhì)而提出的，它利用了當(dāng)透過濾光片的光的入射角發(fā)生變化時(shí)，中心波長(zhǎng)隨之發(fā)生改變的性質(zhì)。
本發(fā)明的目的就是為了提供一種氣體分析儀，甚至當(dāng)干涉濾光片的中心波長(zhǎng)不同于該分析儀所要求的特定波長(zhǎng)時(shí)，通過將濾光片的中心波長(zhǎng)改變到所需要的特定波長(zhǎng)上，使該分析儀能夠使用。
為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明所述的氣體分析儀，至少備有一個(gè)光闌孔和至少裝有一個(gè)多層干涉濾光片。光闌孔是沿著光軸的方向配置的，-光軸就是從光源出發(fā)經(jīng)過氣體容器而連接至少一個(gè)探測(cè)器的直線;而多層干涉濾光片所處的位置，應(yīng)能使探測(cè)器與光闌孔之間的距離在光軸方向上是可變的。
通過本發(fā)明，就使從氣體容器中出射的光對(duì)于濾光片的最大入射角有可能進(jìn)行調(diào)整，因而，中心波長(zhǎng)與所需要的波長(zhǎng)的任何差異就可以被消除。這樣做的結(jié)果，使得中心波長(zhǎng)在較寬范圍內(nèi)偏離所要求的中心波長(zhǎng)的濾光片有可能使用;因此，用上述方法制造多層干涉濾光片的成品率就會(huì)顯著地提高，制造可用濾光片的成本也就會(huì)降低。
由于多層干涉濾光片的中心波長(zhǎng)可以改變，舉例來說，就有可能提高丙烷和正己烷之間的相對(duì)靈敏度，改進(jìn)CO2的校準(zhǔn)曲線，減少在HC測(cè)量中的干擾影響。對(duì)于將濾光片的中心波長(zhǎng)作有意識(shí)的細(xì)微改變，本發(fā)明同樣也是適用的。
這里介紹的本發(fā)明的目的以及另外一些目的，細(xì)說明和從以下的詳舉例中可以明顯地看出來。
圖1為按照本發(fā)明提供的氣體分析儀實(shí)施例的剖視圖。
圖2為圖1所示的氣體分析儀傳感器的剖視圖，它表示傳感器是如何運(yùn)動(dòng)的。
圖2(a)～2(C)為光闌孔限定裝置實(shí)施例的局部剖視圖。
圖3(a)和3(b)表示當(dāng)傳感器處于不同位置時(shí)，多層干涉濾光片上光的最大入射角度的變化。
圖4為解釋中心波長(zhǎng)與多層干涉濾光片上光的最大入射角之間關(guān)系的曲線。
圖5為另一種形式的實(shí)施例，其中的光闌孔是可以移動(dòng)的。
圖6為又一種形式的實(shí)施例，其中的光闌孔直徑是可以變化的。
圖1所示的氣體分析儀，在其氣體容器(2)一端有一個(gè)光源(1)而在其另一端有若干個(gè)光學(xué)傳感器(3)，例如可以是熱釋電傳感器。在沿有從光源(1)到傳感器(3)的光路上裝有一個(gè)光調(diào)制盤(4)。多層干涉濾光片(5)是固定在傳感器箱體(7)上的;而光闌孔(6)的光闌限定裝置是在容器(2)的與光源(1)相對(duì)的端壁上提供的;對(duì)應(yīng)的光闌孔(6)、多層干涉濾光片(5)和傳感器(3)，均位于各自相應(yīng)的光路上，光闌孔限定裝置可以有多種形式。如圖2a所示，光窗(6a)是用透光材料(如氟化鈣)制做的，可以完全地封蓋在容器(2)的一端上，光窗的外面有一個(gè)用不透光材料制做的上面帶有光闌孔的平板(6b)封住;或者如圖2b所示，光窗與平板的位置彼此顛倒過來。另一種形式是，平板(6b)上的光闌孔(6)可以用透光材料(6C)來填充(如圖2C所示)。如圖2中表示的那樣，傳感器(3)可以滑動(dòng)地安裝在傳感器箱體(7)內(nèi)的導(dǎo)向圓柱筒(8)中，其所具有的圓柱筒的軸沿著光路方向伸展。這種形式的結(jié)構(gòu)，容許來自光源(1)的光被容器(2)的鏡面內(nèi)表面所反射，并且由光闌孔(6)將其孔徑縮小，以使光如圖1所示的最大角度入射到每個(gè)傳感器(3)的光接收面上。在這種情況下，當(dāng)傳感器(3)沿著光路移動(dòng)時(shí)，傳感器(3)與光闌孔之間的距離就會(huì)變化，其結(jié)果是，照射在各自的多層干涉濾光片(5)上，之后為傳感器所檢測(cè)的光的最大入射角隨后也發(fā)生變化，當(dāng)每個(gè)傳感器(3)是朝向光闌孔(6)移動(dòng)時(shí)，被檢測(cè)光在多層干涉濾光片(5)上的最大入射角就會(huì)象圖3(a)中表示的那樣變大;而當(dāng)傳感器(3)是背離光闌孔(6)移動(dòng)時(shí)，入射角就會(huì)象圖3(b)中表示的那樣變小。
如圖4中表示的那樣，多層干涉濾光片的中心波長(zhǎng)是隨著入射角的改變而改變的，其結(jié)果是即使裝在分析儀中的多層干涉濾光片的中心波長(zhǎng)與氣體分析儀所需要的中心波長(zhǎng)不相同，也可以通過傳感器(3)在某一方向上的移動(dòng)來消除這種差異。這樣一來，中心波長(zhǎng)與氣體分析儀所要求的波長(zhǎng)有差異的多層干涉濾光片，也會(huì)變成可用的，因此，多層干涉濾光片的前述生產(chǎn)方法的成品率就會(huì)顯著地提高。
在上述實(shí)施例中，傳感器(3)是可移動(dòng)的，可供選擇的另一個(gè)方案是，傳感器(3)也可以是固定的，而光闌孔限定裝置可以象圖5中表示的那樣移動(dòng)，其中如圖2(a)表示的平板(6b)是朝向傳感器(3)移動(dòng)的。象這樣的結(jié)構(gòu)形式，也可以用來改變光在多層干涉濾光片上的入射角度。另外一種可供選擇的方案是，光闌孔的直徑可以做成能夠變化的(例如使用可變光闌)，其結(jié)果是檢測(cè)光在多層干涉濾光片上的入射角可以象在圖6中那樣改變，多層干涉濾光片的前述生產(chǎn)方法的成品率也會(huì)提高。此外，處在氣體容器(2)和傳感器(3)之間的光調(diào)制盤(4)，當(dāng)然也可以裝在光源(1)和氣體容器(2)之間。
盡管本發(fā)明的這些實(shí)施例業(yè)已用圖表示并進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不局限在它的特殊結(jié)構(gòu)上，而只不過是在本說明中用作例證而已。
權(quán)利要求
1.一種氣體分析儀，它包括一個(gè)氣體容器；一個(gè)位于上述容器一端的光源；在容器的另一端至少有一個(gè)光闌孔限定裝置，它至少限定一個(gè)光闌孔，而該光闌孔是在沿著經(jīng)過容器的光軸方向上的；在容器這一端的外側(cè)沿著光軸的方向上有光學(xué)傳感器，用以接收來自上述光闌孔的光線；位于上述光闌孔和上述傳感器之間的多層干涉帶通濾光片；上述光闌孔限定裝置，上述干涉濾光片以及上述傳感器，是能夠沿著光軸的方向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，用以改變上述傳感器與上述光闌之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體分析儀，其中只有上述傳感器是能夠沿著上述光軸的方向移動(dòng)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的氣體分析儀，其中只有上述光闌限定裝置是能夠沿著上述光軸的方向移動(dòng)的。
4.一種氣體分析儀，它包括一個(gè)氣體容器;一個(gè)位于上位容器一端的光源;在容器的另一端至少有一個(gè)光闌孔限定裝置，它至少限定一個(gè)光闌孔，而該光闌孔是在沿著經(jīng)過容器的光軸方向上的;在容器這一端的外側(cè)沿著光軸的方向上有光學(xué)傳感器，用以接收來自上述光闌孔的光線;位于上述光闌孔和上述傳感器之間的多層干涉帶通濾光片;以及構(gòu)成上述光闌孔限定裝置的部件，它用以改變上述光闌孔的大小。
專利摘要
一種氣體分析儀，在從光源出發(fā)經(jīng)過氣體容器至傳感器的多條光路上都備有光闌孔；在各自的光路上還裝有多層干涉帶通濾光片，這種結(jié)構(gòu)形式有可能用來改變每個(gè)傳感器與相應(yīng)的光闌孔之間的距離，或者變化該光闌孔的大小，為的是改變檢測(cè)光對(duì)于干涉濾光片的最大入射角，從而改變干涉濾光片的中心波長(zhǎng)。
文檔編號(hào)G01N21/31GK85104270SQ85104270
公開日1986年12月3日 申請(qǐng)日期1985年6月5日
發(fā)明者青木潤(rùn)次, 小島建之助 申請(qǐng)人:株式會(huì)社堀場(chǎng)制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan