一种线性长光程气体检测装置的制作方法

本技术涉及气体检测，尤其涉及一种线性长光程气体检测装置。

背景技术：

1、利用气体对激光的吸收特性，可以对气体的种类、浓度等进行检测。不同气体能够吸收不同波长的激光，且气体对激光的吸收程度与气体浓度、光程距离正相关，对于低浓度或吸收较弱的气体，需要增加光程来提高气体对激光的吸收。传统的长光程腔体主要有white腔、herr iott腔、平面反射腔等，这些腔都是利用反射原理，使激光在镜面间往复反射，提高光程，激光在反射过程中，会产生损耗、干涉、相位变化以及光斑形状改变等现象，对测试造成不利影响。

技术实现思路

1、(一)技术问题

2、本实用新型的目的在于提供一种线性长光程气体检测装置，解决现有技术中采用反射原理对激光的光程进行提高的方式会造成激光产生损耗、干涉、相位变化及光斑形状变化的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

5、一种线性长光程气体检测装置，包括激光发射组件以及光电探测组件，还包括筒状的气室，所述气室两端均设有开口，所述气室侧壁上设有第一通气端口以及第二通气端口；所述气室的一个开口处设有自外向内依次连接的第一扩束系统、第二扩束系统、第一整形系统以及第二整形系统，所述激光发射组件安装在所述第一扩束系统上，所述第一扩束系统用于将激光发射组件发出的激光转变为散光，所述第二扩束系统用于将散光转变为平行光，所述第一整形系统用于增强平行光在第一方向上的强度均匀度，所述第二整形系统用于增强平行光在第二方向上的强度均匀度；所述气室的另一个开口处设有信号采集系统，所述光电探测组件安装在所述信号采集系统上，所述信号采集系统用于将平行光并转变为光斑并投射在所述光电探测组件上。

6、优选的，所述第一方向与所述第二方向相互垂直。

7、优选的，所述第一扩束系统包括第一安装板以及安装在所述第一安装板上的第一扩束镜，所述第一扩束镜为凹面镜。

8、优选的，所述第二扩束系统包括连接在所述第一安装板上的第二安装板，所述第二安装板上安装有第二扩束镜，所述第二扩束镜为凸面镜，所述第二扩束镜与所述第一扩束镜的焦点重合。

9、优选的，所述第一方向垂直于所述第一扩束镜的母线，所述第二方向垂直于所述第二扩束镜的母线。

10、优选的，所述第一整形系统包括连接在所述第二安装板上的第三安装板，所述第三安装板上安装有第一整形透镜，所述第一整形透镜为阵列柱面透镜。

11、优选的，所述第二整形系统包括连接在第三安装板上的第四安装板，所述第四安装板上安装有第二整形透镜，所述第二整形透镜为阵列柱面透镜，所述第二整形透镜的柱面母线与所述第一整形透镜的柱面母线垂直；所述第四安装板安装在所述气室上。

12、优选的，所述激光发射组件包括安装在第一安装板上的第一固定板，所述第一固定板上安装有激光器，所述激光器的光线发射方向朝向所述第一扩束镜。

13、优选的，所述信号采集系统包括安装在所述气室上的第五安装板，所述第五安装板上安装有信号采集透镜，所述信号采集透镜为凸透镜。

14、优选的，所述光电探测组件包括安装在所述第五安装板上的第二固定板，所述第二固定板上安装有光电探测器，所述信号采集透镜的焦点位于所述光电探测器的光电芯片处。

15、(三)有益效果

16、采用筒状且两端开口的气室可让激光沿直线传播，由此可避免现有技术中因反射而产生的损耗、干涉、相位变化以及光斑形状变化的不利影响；

17、同时，将激光发射组件发出的激光经过第一扩束系统转变为散光后，再经过第二扩束系统转变为较为密集的平行光，提高气室内的气体对激光的吸收更加均匀，并通过第一整形系统、第二整形系统分别对平行光的第一方向、第二方向的光强度进行增强，而信号采集系统将平行光进行汇集形成光斑后投射到光电探测组件上进行检测；提高了探测灵敏度以及准确性。

技术特征：

1.一种线性长光程气体检测装置，包括激光发射组件以及光电探测组件，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种线性长光程气体检测装置，其特征在于：所述第一方向与所述第二方向相互垂直。

3.根据权利要求2所述的一种线性长光程气体检测装置，其特征在于：所述第一扩束系统包括第一安装板以及安装在所述第一安装板上的第一扩束镜，所述第一扩束镜为凹面镜。

4.根据权利要求3所述的一种线性长光程气体检测装置，其特征在于：所述第二扩束系统包括连接在所述第一安装板上的第二安装板，所述第二安装板上安装有第二扩束镜，所述第二扩束镜为凸面镜，所述第二扩束镜与所述第一扩束镜的焦点重合。

5.根据权利要求4所述的一种线性长光程气体检测装置，其特征在于：所述第一方向垂直于所述第一扩束镜的母线，所述第二方向垂直于所述第二扩束镜的母线。

6.根据权利要求5所述的一种线性长光程气体检测装置，其特征在于：所述第一整形系统包括连接在所述第二安装板上的第三安装板，所述第三安装板上安装有第一整形透镜，所述第一整形透镜为阵列柱面透镜。

7.根据权利要求6所述的一种线性长光程气体检测装置，其特征在于：所述第二整形系统包括连接在第三安装板上的第四安装板，所述第四安装板上安装有第二整形透镜，所述第二整形透镜为阵列柱面透镜，所述第二整形透镜的柱面母线与所述第一整形透镜的柱面母线垂直；

8.根据权利要求3-7任意一项所述的一种线性长光程气体检测装置，其特征在于：所述激光发射组件包括安装在第一安装板上的第一固定板，所述第一固定板上安装有激光器，所述激光器的光线发射方向朝向所述第一扩束镜。

9.根据权利要求8所述的一种线性长光程气体检测装置，其特征在于：所述信号采集系统包括安装在所述气室上的第五安装板，所述第五安装板上安装有信号采集透镜，所述信号采集透镜为凸透镜。

10.根据权利要求9所述的一种线性长光程气体检测装置，其特征在于：所述光电探测组件包括安装在所述第五安装板上的第二固定板，所述第二固定板上安装有光电探测器，所述信号采集透镜的焦点位于所述光电探测器的光电芯片处。

技术总结
本技术公开了一种线性长光程气体检测装置，包括激光发射组件以及光电探测组件，还包括筒状的气室，气室两端均设有开口，气室侧壁上设有第一通气端口以及第二通气端口；气室的一个开口处设有自外向内依次连接的第一扩束系统、第二扩束系统、第一整形系统以及第二整形系统，激光发射组件安装在第一扩束系统上，第一扩束系统用于将激光发射组件发出的激光转变为散光，第二扩束系统用于将散光转变为平行光；气室的另一个开口处设有信号采集系统，光电探测组件安装在信号采集系统上，信号采集系统用于将平行光并转变为光斑并投射在光电探测组件上；采用直线传播，避免产生损耗、干涉、相位变化及光斑形状变化的情况。

技术研发人员：季忠壮,张永平,高嵩,郭强,张文斌,宋霄
受保护的技术使用者：华夏天信传感科技（大连）有限公司
技术研发日：20230704
技术公布日：2024/3/21