一種在光譜吸收法測量氣體濃度時能改善檢測精度的氣室的製作方法

2023-07-13 10:27:06 1

本發明涉及一種在光譜吸收法測量氣體濃度時能改善檢測精度的氣室，屬於光譜吸收法氣體檢測技術領域。

背景技術：

現如今對於檢測微量水蒸氣最有效的方法是二次諧波法，而在光譜吸收法諧波氣體檢測中，通過對經過待測氣體已產生吸收的信號光的強度的分析從而得到被檢測氣體的濃度。

現有的針對吸收型光纖氣體傳感氣室設計的研究中，主要都是針對氣室內光路結構的優化，包括使用單光路吸收氣室，多光路吸收氣室，新型多光路吸收氣室，各種折返式結構等，這個在武婧《吸收型光纖氣體傳感器氣室設計概況》，中國高新技術企業，2009年第11期，p18-p19中做過詳細的闡述；另外還有包括使用分離的雙光路結構進行氣體檢測的，發明專利號：200910021875.9，一種光譜吸收型氣體測量氣室及其提高氣體擴散速度的方法，發明人：丁暉，梁建奇等中做出了闡述。

但是在這些研究中都是針對光路進行的改進，並沒有對於氣體進出氣室的結構有過透徹的研究和對氣室結構有過改進。在現有的傳統氣室結構中，氣體直接從圓柱形氣室的一個圓面上的進氣孔進入，並從另一個圓面上的出氣孔出氣。這種樣式的雖然結構簡單，加工方便，但當需要進行高精度檢測時就會存在一定的不足之處。一、因為圓柱結構存在著死角，不利於氣體的充分交換，當進行極低濃度氣體檢測時，需要較長的時間才能使氣室內氣體得到充分的交換從而達到固定的濃度。二、因為雷射的入射裝置，以及接收裝置跟氣體的進出氣孔在同一個平面的相近位置上，所以到進氣流速較大時，可能對光學元件產生一定的擾動，使接收到的光強發生變化，產生了一定的光學噪聲，從而影響了整體的檢測精度。

因此，迫切需要設計一種新型的氣室結構來有效地改善上述所出現到的問題。

技術實現要素：

為了克服現有結構上的缺陷和不足，本發明提出了一種在光譜吸收法測量氣體濃度時能改善檢測精度的氣室，從而能夠降低氣體流速對檢測的影響，有效的降低對檢測精度的幹擾。

本發明的技術方案如下：

一種在光譜吸收法測量氣體濃度時能改善檢測精度的氣室，主要由兩個嵌套的同心的圓筒型金屬殼體構成，兩殼體之間的夾層構成間隙，由兩塊對稱於軸心的隔板把夾層間的間隙分隔成對稱的兩部分即進氣隔離室和出氣隔離室；在進氣隔離室位於外殼體上帶有進氣孔，在出氣隔離室位於外殼體上帶有出氣孔，進氣隔離室位於內殼體上和出氣隔離室位於內殼體上均勻分布多個小孔洞,從而使其構成篩型結構，以便於進入氣室的氣體進行氣體交換；內殼體中間是吸收池，兩金屬殼體的上下底由圓板形密閉底板封裝，兩上下密閉底板中心處分別帶有雷射進口和雷射出口。

本發明的氣室在使用時，可將待測氣體通過管道接到進氣孔進入氣室，再經出氣孔連接管道將待測氣體引出以形成氣路通道；探測所使用的雷射通過固定在雷射進口上的光纖進入，雷射出口處固定光學準直器以接收經過氣室吸收池的雷射。氣體進入的順序分別經過進氣孔、進氣隔離室、帶有均勻分布多個小孔洞的內殼體、吸收池，帶有均勻分布多個小孔洞的內殼體、出氣隔離室，出氣孔七個部分。

本發明的氣室結構同傳統的氣室相比因為採用了具有隔離室的緩衝層，氣體進入氣室的吸收池前，先經過進氣隔離層，然後通過篩型內殼體上分布的小孔進入檢測的吸收池；因為原來較大流速的氣體進入隔離氣室以後，再透過篩型內殼體上分布的一系列小孔進氣，分流以後每個小孔的進氣流量就會小很多，而且因為小孔呈半包型分布在吸收池外，進氣也就更加的勻稱；這樣即避免了氣體直接進入氣室，特別是到進氣流速較大時對光學元件造成的擾動。又能夠很好的保證整個吸收池內氣體的交換和流通效率。同時為了防止氣體在還未進入吸收池前，通過隔離層直接從出氣孔出去，因此又設置了兩隔板將兩殼體之間的夾層間隙分成對稱的兩個即進氣隔離室和出氣隔離室，以保證進入的待測氣體是沿著進氣孔、進氣隔離室、帶有均勻分布多個小孔洞的內殼體、吸收池，帶有均勻分布多個小孔洞的內殼體、出氣隔離室，出氣孔的順序，進行充分的光學吸收和氣體的交換。

本發明氣室的有益效果是：該結構降低當進氣流速比較大情況下對於氣室中準直器等部件的影響能力，增大了氣體交換的面積，從而能夠縮短吸收池內氣體交換的時間，提高氣室內氣體濃度變化的實時性。

附圖說明

圖1是本發明的外部結構示意圖；

圖2是本發明的切面結構圖示意圖。

其中：1、進氣孔，2、出氣孔，3、進氣隔離室，4、外殼體，5、吸收池，6、內殼體，7、出氣隔離室，8、隔板,9、上密閉底板，10、下密閉底板、11、雷射進口，12、雷射出口，13、小孔洞。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，但不限於此。

實施例：

如附圖1、2所示，一種在光譜吸收法測量氣體濃度時能改善檢測精度的氣室，主要由兩個嵌套的同心的圓筒型金屬殼體4和6構成，兩殼體4和6之間的夾層構成間隙，由兩塊對稱於軸心的隔板8把夾層間的間隙分隔成對稱的兩部分即進氣隔離室3和出氣隔離室7；在進氣隔離室3位於外殼體4上帶有進氣孔1，在出氣隔離室7位於外殼體4上帶有出氣孔2，進氣隔離室3位於內殼體6上和出氣隔離室7位於內殼體6上均勻分布多個小孔洞13,從而使其構成篩型結構，以便於進入氣室的氣體進行氣體交換；內殼體4中間是吸收池5，兩金屬殼體4和6的上下底由圓板形密閉底板9和10封裝，兩上下密閉底板9和10中心處分別帶有雷射進口11和雷射出口12。