[实用新型]光学气体吸收池及光学气体传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体检测与分析装置技术领域，尤其涉及一种光学气体吸收池及光学气体传感器。

背景技术

近年来，持续高发的雾霾事件促进了国家对环保的高度重视，相应的，国家增强了对工业生产中汽车、电力、化工、冶金、纺织、制药，尤其是煤矿和石油等多个行业生产过程中排放气体的监测，其中，对排放气体的检测分析至关重要。

目前，对气体的检测分析主要采用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS或TDLS)，对激光器输入不同的电流和温度得到不同波长的激光，对经过待检测气体吸收后的激光进行光谱分析，得到待检测气体的各项物理参数(气体种类、气体浓度、气体温度和气体压力等)。主要应用于环境监测、工业过程控制、生物和医学研究、燃烧过程诊断分析、发动机转换效率、机动车尾气和大气痕量污染气体等领域的光谱检测。

气体吸收池的结构直接关系到光线在待检测气体中的有效光程，气体吸收池内的气体置换速率决定了气体传感器的检测效率。现有的光学气体传感器的气体吸收池进气方向单一，气体吸收池中待检测气体的气体置换速率较小，导致气体传感器的响应速度慢、检测效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光学气体吸收池及光学气体传感器，以解决现有技术中存在的光学气体传感器的气体吸收池进气方向单一，光学气体吸收池中待检测气体的气体置换速率较小，导致光学气体传感器的响应速度慢、检测效率低的技术问题。

本实用新型提供的光学气体吸收池，包括壳体和支撑棒，所述壳体设有进气部和出气部，所述进气部上开设有进气孔，所述出气部上开设有出气孔；所述支撑棒插接于所述壳体的内腔，所述支撑棒一端为进气插接端，另一端为出气插接端；所述进气插接端沿其轴向开设有进气通道，所述进气通道与所述进气孔连通，所述出气插接端沿其轴向开设有出气通道，所述出气通道与所述出气孔连通；所述支撑棒靠近其进气插接端的部位开设有进气通气孔，靠近其出气插接端的部位开设有出气通气孔，所述进气通气孔和所述出气通气孔均为多个，且分别沿所述支撑棒的周向分布，所述进气通气孔连通所述进气通道与所述壳体的内腔，所述出气通气孔连通所述出气通道与所述壳体的内腔。

进一步的，多个所述进气通气孔沿所述支撑棒的周向均匀分布；多个所述出气通气孔沿所述支撑棒的周向均匀分布。

进一步的，所述支撑棒的进气插接端穿设有入射反射镜，所述入射反射镜上设有入射窗口片；所述出气插接端穿设有出射反射镜，所述出射反射镜上设有出射窗口片，所述入射反射镜与所述出射反射镜的镜面相对设置；所述入射反射镜与所述出射反射镜之间密封连接有套筒，三者共同形成气体吸收腔。

进一步的，所述壳体的进气部的内表面沿其轴向延伸有进气定位块，所述进气定位块沿其轴向开设有进气插接槽，所述进气插接槽与所述进气孔连通；所述壳体的出气部的内表面沿其轴向延伸有出气定位块，所述出气定位块沿其轴向开设有出气插接槽，所述出气插接槽与所述出气孔连通；所述支撑棒的进气插接端插接于所述进气插接槽内，所述支撑棒的出气插接端插接于所述出气插接槽内；所述入射反射镜密封套设于所述进气定位块的外周侧壁上，所述出射反射镜密封套设于所述出气定位块的外周侧壁上。

进一步的，所述入射反射镜与所述套筒之间设有密封圈；所述出射反射镜与所述套筒之间设有密封圈。

进一步的，所述入射窗口片和所述出射窗口片均自上向下沿竖直方向向外倾斜8°倾斜角。

进一步的，所述入射窗口片和所述出射窗口片均选用CaF₂结构件。

进一步的，所述套筒上密封设有观察窗，所述壳体上开设有观察孔，所述观察孔与所述观察窗相对应。

进一步的，所述壳体上固设有用于测量所述气体吸收腔内气体温度的温度传感器。

本实用新型光学气体吸收池的有益效果为：

本实用新型提供的光学气体吸收池，包括用于通入待检测气体的进气孔和用于排除壳体内气体或待检测气体的出气孔；其中，支撑棒用于支撑整个装置，且用于连通待检测气体与气体吸收腔。光学吸收池主要利用朗伯－比尔定律，即待检测气体对穿过其中的一定波长的平行光进行光强的吸收，其吸光度与待检测气体的浓度和吸收层厚度(即激光在该待检测气体中的有效光程)成正比。

该光学气体吸收池中，支撑棒设置在壳体的内腔，待检测气体从支撑棒一端的进气通气孔中沿支撑棒的周向环绕一周通入，从另一端的出气通气孔中排出，气体置换速率较快，而且对壳体的内腔中的气体置换充分无死角，从而提高光学气体传感器的检测效率。