一種適用多種氣體檢測的氣室的製作方法

2023-09-09 20:25:50

專利名稱：一種適用多種氣體檢測的氣室的製作方法
技術領域：
本發明涉及傳感器及檢測技術，尤其是涉及一種氣體傳感器的氣室設計領域。
技術背景為了對現有的大氣汙染進行有效的控制，必須對大氣中有害物質進行監測，以便了 解有害tf質的來源、分布和數量。隨著光纖傳感技術的發展，越來越多的光纖傳感技術被用於氣體的檢測和監測。在光纖氣體傳感系統中，其中重要的一個環節是被測氣體的 氣室，氣室設計的好壞，直接關係到光纖氣體傳感的靈敏度和精度。目前，國內有關氣體傳感使用的氣室的專利有如下專利，專利2004800 02241.4描 述了一種氣室'的設計方案，該方案中氣室中含有光源、反射鏡及接收光線的裝置，用於 確定氣體的濃度和氣體的存在。在該專利中，利用反射鏡裝置來耦合光束，這樣使得光 束的發散角比較大，對於光束的耦合效率來說，效率較低，這使得接收光信號在處理時， 會被系統本身的噪聲淹沒，最終不能檢測出濃度較低的氣體，也就是檢測氣體的精度不 夠高。因此，現有技術中的氣室設計在使用範圍及信號測試精度上存在問題，不能保證 光信號在氣室中耦合效率高的要求，並且整個氣室結構非常複雜，不利於降低成本和維 護。發明內容鑑於上述技術問題，本發明的提出了一種適用多種氣體檢測的氣室，利用現有的光 學器件實現高效的光信號耦合，提高氣體測試的整體精度和靈敏性。一種適用多種氣體檢測的氣室，包括套筒2及沿套筒壁設置的進氣閥3、監測閥4、 出氣閥5，其特徵在於套筒2左右兩端各設置一個連接盤12，兩個連接盤12分別通過緊固螺釘1和緊固 螺釘6與套筒緊固連接在一起；每個連接盤位於套筒2外部的端面上都設置有法蘭盤8 通過緊固螺釘7和緊固螺釘9緊固在連接盤12上，C-lens透鏡11通過法蘭盤8固定在連接盤12內，在法蘭盤8與C-lens透鏡11之間加有密封圈10;進氣闊3和出氣閥 6構成整個氣室的進氣孔和出氣孔，所述進氣閥3和出氣閥6之間設置有監測閥4，測 試光信號通過法蘭盤8和C-lens透鏡11進入氣室中，光信號在氣室中充分吸收氣體 後，到達套筒2另一端連接盤上設置的C-lens透鏡11處，由該透鏡接收；出射光信 號經過法蘭盤8後由C-lens透鏡11的尾纖傳輸出去。所述法蘭盤8與連接盤12之間的固定依靠螺釘7和螺釘9各有兩個。所述螺釘1或螺釘6有三個。套筒2採用圓形筒或方形筒。進氣閥3和出氣閥6之間設置有監測閥4，所述監測閥4、進氣闊3和出氣閥6通過過盈配合安裝在套筒2上。 所述C-lens透鏡11的前端鍍有增透膜和相應尾纖。所述C-lens透鏡ll採用自聚焦透鏡、準直球透鏡或者具有準直功能的透鏡。所述套筒2的長度至少為200mm以上。 光信號從左右兩連接盤12上設置的C-lens透鏡11尾纖中的任意一端，左端或 右端入射到氣室中，在氣室中通過進氣閥3向氣室內充滿混合氣體，光束在氣室中行走 可充分吸收氣體後，由另一端的C-lens透鏡11接收，接收後的光信號由尾纖傳輸出 去。本發明專利與以往的氣室方案相比，具有結構簡單、緊湊和耦合效率高的特點。 在經濟效益方面，本發明專利可廣泛應用於大氣汙染監測及各種尾氣和廢氣的檢測方 面，市場前景好，具有良好的技術轉化基礎。由於本發明專利是我們自主智慧財產權，具 有廣泛的社會效益。


圖1為本發明所涉及的氣室的結構剖視圖。
具體實施方式
本發明的氣室結構如圖1所示，包括套筒2及沿套筒壁設置的進氣閥3、監測閥4、 出氣閥5。套筒2兩端各設置一個連接盤12，兩個連接盤12分別通過兩個緊固螺釘(艮卩 緊固螺釘6和固定螺釘1)與套筒緊固連接在一起。兩個連接盤12上所設置的構件以及它們的連接關係相同，每個連接盤位於套筒2外部的端面上都設置有法蘭盤8，通過固定螺釘7和固定螺釘9緊固在連接盤12上， C-lens透鏡11通過法蘭盤8固定在連接盤12內。進氣閥3和出氣閥6構成整個氣室的進氣孔和出氣孔，測試光信號通過法蘭盤8和 C-lens透鏡ll進入氣室中。光信號在氣室中充分吸收氣體後，到達套筒2另一端連接 盤上設置的C-lens透鏡ll處，由該透鏡接收；出射光信號經過法蘭盤8後由C-lens透 鏡ll的尾纖傳輸出去。法蘭盤8與連接盤12之間的固定依靠螺釘7和螺釘9來實現，為保證法蘭盤8與 連接盤12之間可靠連接，螺釘7和螺釘9各有兩個。連接盤12與套筒2之間的連接依靠螺釘1或螺釘6，為保證二者之間可靠連接， 螺釘1或螺釘6有三個。套筒2的形狀依據使用環境不同，可以是圓筒也可以是方筒。 在法蘭盤8與C-lens透鏡11之間加有密封圈10，以防止有害氣體洩漏。 在進氣閥3和出氣閥6之間安裝有監測閥4， 一方面可以監測氣室中氣體的情況， 另一方面也可放置其他氣體測試裝置，如溫度傳感器等。監測閥4、進氣閥3和出氣閥6通過過盈配合安裝在套筒2上。 為保證光信號在兩個C-lens透鏡11之間的發射光能夠較小影響信號耦合效率， 在製作C-lens透鏡11時，在C-lens透鏡11的前端鍍增透膜和相應尾纖。C-lens透鏡11的作用是傳輸光信號並使光信號為平行光束，所以該器件也可為自 聚焦透鏡，準直球透鏡及其它具有準直功能的透鏡。為了提高氣體檢測的精度，套筒2的長度至少為200mm以上。 本發明的最佳實施方式是 如圖l所示的氣室結構圖，可以將光信號從C-lens透鏡ll尾纖的一端(左端)入射 到氣室中，在氣室
權利要求
1.一種適用多種氣體檢測的氣室，包括套筒(2)及沿套筒壁設置的進氣閥(3)、出氣閥(5)，其特徵在於套筒(2)左右兩端各設置一個連接盤(12)，兩個連接盤(12)分別通過緊固螺釘(1)和緊固螺釘(6)與套筒緊固連接在一起；每個連接盤位於套筒(2)外部的端面上都設置有法蘭盤(8)通過緊固螺釘(7)和緊固螺釘(9)緊固在連接盤(12)上，C-lens透鏡(11)通過法蘭盤(8)固定在連接盤(12)內，在法蘭盤(8)與C-lens透鏡(11)之間加有密封圈(10)；進氣閥(3)和出氣閥(6)構成整個氣室的進氣孔和出氣孔，所述進氣閥(3)和出氣閥(6)之間設置有監測閥(4)，測試光信號通過法蘭盤(8)和C-lens透鏡(11)進入氣室中，光信號在氣室中充分吸收氣體後，到達套筒(2)另一端連接盤上設置的C-lens透鏡(11)處，由該透鏡接收；出射光信號經過法蘭盤(8)後由C-lens透鏡(11)的尾纖傳輸出去。
2. 如權利要求l所述的適用多種氣體檢測的氣室，其特徵在於，所述法蘭盤(8) 與連接盤(12)之間的固定依靠螺釘(7)和螺釘(9)各有兩個。
3. 如權利要求l所述的適用多種氣體檢測的氣室，其特徵在於，所述螺釘(1)或 螺釘(6)有三個。
4. 如權利要求l所述的適用多種氣體檢測的氣室，其特徵在於，所述套筒(2)採 用圓形筒或方形筒。
5. 如權利要求l所述的適用多種氣體檢測的氣室，其特徵在於，所述監測閥(4)、 進氣閥(3)和出氣閥(6)通過過盈配合安裝在套筒(2)上。
6. 如權利要求1所述的適用多種氣體檢測的氣室，其特徵在於，所述C-lens透 鏡(11)的前端鍍有增透膜和相應尾纖。
7. 如權利要求1所述的適用多種氣體檢測的氣室，其特徵在於，所述C-lens透 鏡(11)採用自聚焦透鏡、準直球透鏡或者具有準直功能的透鏡。
8. 如權利要求l所述的適用多種氣體檢測的氣室，其特徵在於，所述套筒(2)的 長度至少為200mm以上。
9. 如權利要求1所述的適用多種氣體檢測的氣室，其特徵在於，所述光信號從左 右兩連接盤(12)上設置的C-lens透鏡(11)尾纖中的任意一端，左端或右端入射到氣室中，在氣室中通過進氣闊(3)向氣室內充滿混合氣體，光束在氣室中行走可充分 吸收氣體後，由另一端的C-lens透鏡(11)接收，接收後的光信號由尾纖傳輸出去。
全文摘要
一種適用多種氣體檢測的氣室，包括套筒(2)及沿套筒壁設置的進氣閥(3)出氣閥(5)和監測閥4，其特徵在於套筒(2)左右兩端各設置一個連接盤(12)，兩個連接盤(12)與套筒緊固連接在一起；每個連接盤位於套筒(2)都設置有法蘭盤(8)，C-lens透鏡(11)通過法蘭盤(8)固定在連接盤(12)內，在法蘭盤(8)與C-lens透鏡(11)之間加有密封圈(10)；測試光信號通過法蘭盤(8)和C-lens透鏡(11)進入氣室中，光信號在氣室中充分吸收氣體後，到達套筒(2)另一端連接盤(12)上設置的C-lens透鏡(11)，並接收；出射光信號經過法蘭盤(8)後由C-lens透鏡(11)的尾纖傳輸出去。本發明與以往的氣室方案相比，具有結構簡單、緊湊和耦合效率高的特點。
文檔編號G01N21/03GK101221123SQ20081005224
公開日2008年7月16日 申請日期2008年2月2日 優先權日2008年2月2日
發明者井文才, 琨 劉, 張以謨, 張紅霞, 賈大功 申請人:天津大學