激光氣體傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種基于TDLAS技術(shù)的激光氣體傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]基于TDLAS原理的氣體傳感技術(shù)是一項(xiàng)具有廣闊發(fā)展前景的新型技術(shù)。使用該技術(shù)開發(fā)的激光氣體傳感器比如說甲烷傳感器測(cè)量準(zhǔn)確，性能穩(wěn)定，已經(jīng)應(yīng)用于礦業(yè)及燃?xì)獍踩I(lǐng)域?，F(xiàn)有的激光氣體傳感器如中國專利CN104502278A公開的“一種光纖氣體傳感器氣室”，包括氣室外殼、激光準(zhǔn)直器和光電二極管即探測(cè)器，氣室外殼內(nèi)沿周向間隔設(shè)置有輸入全反鏡、輸出全反鏡和多個(gè)光路全反鏡，每一個(gè)光路全反鏡的反射鏡面均為平面。使用時(shí)，向氣室外殼內(nèi)通入待檢測(cè)氣體，激光通過激光準(zhǔn)直器射向輸入全反鏡，然后順次通過各光路全反鏡進(jìn)行多次的反射，以增加激光通過待檢測(cè)氣體的有效行程，最終經(jīng)輸出全反鏡反射到探測(cè)器上，根據(jù)激光發(fā)射背景和氣體吸收的信號(hào)，對(duì)信號(hào)做一定的數(shù)字處理變換就可以得到當(dāng)前被測(cè)氣體的濃度。現(xiàn)有的這種激光氣體傳感器存在的問題在于:由于各光路反射鏡的反射鏡面均為平面，每個(gè)光路反射鏡僅能實(shí)現(xiàn)光路的一次反射，為了能夠增加光路在待檢測(cè)氣體中的有效行程，就需要設(shè)置很多的光路反射鏡，這將會(huì)導(dǎo)致在安裝時(shí)的困難，因?yàn)樵趯?shí)際安裝時(shí)，需先確定輸入全反鏡的位置，通過激光準(zhǔn)直器向輸入全反鏡射激光，根據(jù)激光的反射位置確定第一個(gè)光路全反鏡的安裝位置，然后根據(jù)第一光路全反鏡的反射路線確定第二個(gè)光路全反鏡的安裝位置，依次確定所有光路全反鏡的安裝位置，完成各光路反射鏡的安裝，安裝過程較為繁瑣，安裝效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種激光氣體傳感器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中為保證光路行程而導(dǎo)致光路反射鏡個(gè)數(shù)較多的問題。
[0004]為了解決上述問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0005]激光氣體傳感器，包括激光準(zhǔn)直器、探測(cè)器和氣室殼體，氣室殼體中設(shè)置有一個(gè)或至少兩個(gè)用于對(duì)經(jīng)激光準(zhǔn)直器發(fā)出的激光進(jìn)行反射的光路反射鏡，每個(gè)光路反射鏡的反射鏡面為能夠?qū)λ黾す膺M(jìn)行至少兩次反射的圓弧形面。
[0006]所述光路反射鏡有至少兩個(gè)，各光路反射鏡同軸線設(shè)置。
[0007]光路反射鏡有兩個(gè)，兩個(gè)光路反射鏡分別為左光路反射鏡和右光路反射鏡，左、右光路反射鏡均為弧形塊結(jié)構(gòu)，弧形塊結(jié)構(gòu)的內(nèi)周面構(gòu)成對(duì)應(yīng)光路反射鏡的反射鏡面。
[0008]激光氣體傳感器還包括安裝于氣室殼體上的激光探測(cè)器殼體，激光準(zhǔn)直器和探測(cè)器設(shè)置于激光探測(cè)器殼體上。
[0009]激光準(zhǔn)直器、探測(cè)器沿光路反射鏡的反射鏡面的軸向設(shè)置。
[0010]所述氣室殼體上設(shè)置有溫度壓力傳感器。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型中經(jīng)準(zhǔn)直器射出的激光被光路反射鏡的反射鏡面反射后被探測(cè)器接收，由于光路反射鏡的反射鏡面為圓弧形面，因此設(shè)置每個(gè)反射鏡面可以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光兩次以上的反射，這樣就可以在保證光路行程的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)臏p少所需光路反射鏡的個(gè)數(shù)，從而簡(jiǎn)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]激光氣體傳感器的實(shí)施例如圖1所示:包括氣室殼體8及設(shè)置于氣室殼體上的激光探測(cè)器殼體7，氣室殼體中設(shè)置有兩個(gè)間隔設(shè)置且同軸線設(shè)置的光路反射鏡，兩個(gè)光路反射鏡分別為左光路反射鏡4和右光路反射鏡3，左、右光路反射鏡均為弧形塊結(jié)構(gòu)，弧形塊結(jié)構(gòu)的圓弧形的內(nèi)周面構(gòu)成對(duì)應(yīng)光路反射鏡的反射鏡面。激光探測(cè)器殼體內(nèi)設(shè)置有半導(dǎo)體激光發(fā)射晶體、控溫組件，激光氣體傳感器還包括沿反射鏡面軸向設(shè)置的激光準(zhǔn)直器和探測(cè)器，激光探測(cè)器殼體內(nèi)設(shè)置有與激光器對(duì)應(yīng)設(shè)置的第一光束轉(zhuǎn)折鏡I和與探測(cè)器對(duì)應(yīng)設(shè)置的第二光束轉(zhuǎn)折鏡2，激光準(zhǔn)直器射出的激光6經(jīng)激光第一光束轉(zhuǎn)折鏡后反射到右光路反射鏡上，然后反射到左光路反射鏡上，再反射至右光路反射鏡上，最終完成七次反射，最終經(jīng)第二光束轉(zhuǎn)折鏡反射至探測(cè)器上。氣室殼體上設(shè)置有溫度壓力傳感器5，溫度壓力傳感器測(cè)量氣室殼體中的溫度壓力值，為測(cè)量濃度提供休整。
[0014]本激光氣體傳感器通過使用圓弧形結(jié)構(gòu)的反射鏡面，利用兩個(gè)光路反射鏡可實(shí)現(xiàn)七次反射，光路行程可達(dá)120mm，完全滿足測(cè)試需求，光路反射鏡的個(gè)數(shù)較少，裝配過程簡(jiǎn)單方便，這就更有利于整個(gè)產(chǎn)品的小型化制作，最終完成的產(chǎn)品外徑小于30mm達(dá)到了微型化設(shè)計(jì)目標(biāo);半導(dǎo)體激光器發(fā)射晶體、控溫組件、激光準(zhǔn)直器和探測(cè)器封裝在探測(cè)器殼體中，整體結(jié)構(gòu)緊湊，由引腳引至后部電路處理單元，由于其封裝緊湊，可以抵抗外界振動(dòng)、粉塵等惡劣環(huán)境的影響。本激光氣體傳感器可以用于甲烷或其它氣體的探測(cè)，整體采用TDLAS技術(shù)并借用MEMS設(shè)計(jì)概念，制成的激光氣體傳感器整機(jī)體積小、功耗低、測(cè)量準(zhǔn)確可靠、能抵抗惡劣環(huán)境并容易部署，能廣泛用于礦業(yè)、化工、能源安全等領(lǐng)域。安裝時(shí)，可先安裝左、右光路反射鏡，最后在安裝激光第一光束轉(zhuǎn)折鏡和激光出射反射鏡，對(duì)安裝精度要求較低，整個(gè)傳感器的組配非常方便。
[0015]在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中:光路反射鏡的個(gè)數(shù)還可以是一個(gè)、三個(gè)或其它個(gè)數(shù);激光在各光路反射鏡上的反射次數(shù)還可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置;第一、第二光束轉(zhuǎn)折鏡也可以直接設(shè)置于氣室殼體上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.激光氣體傳感器，包括激光準(zhǔn)直器、探測(cè)器和氣室殼體，其特征在于:氣室殼體中設(shè)置有一個(gè)或至少兩個(gè)用于對(duì)經(jīng)激光準(zhǔn)直器發(fā)出的激光進(jìn)行反射的光路反射鏡，每個(gè)光路反射鏡的反射鏡面為能夠?qū)λ黾す膺M(jìn)行至少兩次反射的圓弧形面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光氣體傳感器，其特征在于:所述光路反射鏡有至少兩個(gè)，各光路反射鏡同軸線設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光氣體傳感器，其特征在于:光路反射鏡有兩個(gè)，兩個(gè)光路反射鏡分別為左光路反射鏡和右光路反射鏡，左、右光路反射鏡均為弧形塊結(jié)構(gòu)，弧形塊結(jié)構(gòu)的內(nèi)周面構(gòu)成對(duì)應(yīng)光路反射鏡的反射鏡面。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光氣體傳感器，其特征在于:激光氣體傳感器還包括安裝于氣室殼體上的激光探測(cè)器殼體，激光準(zhǔn)直器和探測(cè)器設(shè)置于激光探測(cè)器殼體上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光氣體傳感器，其特征在于:激光準(zhǔn)直器、探測(cè)器沿光路反射鏡的反射鏡面的軸向設(shè)置。6.根據(jù)權(quán)利要求1?5任意一項(xiàng)所述的激光氣體傳感器，其特征在于:所述氣室殼體上設(shè)置有溫度壓力傳感器。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及激光氣體傳感器，包括激光準(zhǔn)直器、探測(cè)器和氣室殼體，氣室殼體中設(shè)置有一個(gè)或至少兩個(gè)用于對(duì)經(jīng)激光準(zhǔn)直器發(fā)出的激光進(jìn)行反射的光路反射鏡，每個(gè)光路反射鏡的反射鏡面為能夠?qū)λ黾す膺M(jìn)行至少兩次反射的圓弧形面。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中為保證光路行程而導(dǎo)致光路反射鏡個(gè)數(shù)較多的問題。
【IPC分類】G01N21/01, G01N21/39
【公開號(hào)】CN205317667
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521125181
【發(fā)明人】詹放易, 劉鑫鑫, 張小亮, 周慧鋒, 齊智樸
【申請(qǐng)人】鄭州光力科技股份有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日