[发明专利]一种光程可调的红外气体浓度测量结构

说明书

本发明公开一种光程可调的红外气体浓度测量结构，可以安装在风洞装置上，实现对气流内待测气体浓度的原位测量。该测量结构包括主结构体和可调节光路通道。进光通道的外端与探测系统的光源相连，光束被传导入测量结构内，出光通道的外端与测量系统的探测器相连，吸收后的光束被传导至探测器的光敏窗口，实现了风洞内的气体浓度的实时测量。本发明通过调节两侧光路通道的相对距离可以改变有效吸收光程的长度，操作简单，相对于泵吸式采样，具有更快的响应时间。本发明的应用范围还可以扩展到其他实验装置的红外吸收法气体浓度测量。

技术领域

本发明涉及一种红外气体浓度测量结构，更具体地说，特别是涉及一种可安装在风洞等实验装置上的光程可调的红外气体浓度测量结构。该测量结构能够将红外气体浓度测量设备所产生的光束传导至测量结构内部，光束经气体吸收后，传导至红外气体浓度测量设备的探测器上。

背景技术

在风洞装置中进行的红外吸收法气体浓度测量实验，缺少一种可以实现原位测量、吸收光程可调的测量结构。目前，市场上的红外气体浓度测量设备主要为泵吸式采样法，即使用真空泵将待测气体抽到吸收气室内，气室安装在光源和探测器之间。但是，该方法为入侵式测量，会影响风洞内的流场及气体浓度的分布，而且需要一定的采样时间，影响了测量结果的实时性。此外，气室的光程一般不可变，只能在单一的有效吸收光程下进行测量实验。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可安装在风洞装置上的光程可调的红外气体浓度测量结构。本发明可以将测量结构外部的光源所发出的红外光束传导至测量结构内部，光束在穿过测量区域时被待测气体部分吸收，再被传导至测量结构另一侧外部的探测器光敏窗口，且可以通过改变进光通道和出光通道的相对距离实现有效吸收光程的调整，该测量结构可以用于风洞等实验装置中的红外吸收法气体浓度原位测量实验。

本发明采用的技术方案如下：一种光程可调的红外气体浓度测量结构，该测量结构包括：主结构体和可调节光路通道。主结构体安装在风洞等实验装置上，用于对气流中气体浓度进行实时测量；可调节光路通道包括进光通道和出光通道，均安装有氟化钡窗片；进光通道的外端与探测系统的光源相连，将红外光束传导进测量结构，出光通道的外端与测量系统的探测器相连，吸收后的光束将被传导至探测器的光敏窗口；通过调节两侧光路通道的相对距离可以改变有效吸收光程的长度。

所述主结构体用于固定安装在风洞装置上，辅助红外气体浓度测量设备实现气体浓度的原位测量；

所述可调节光路通道用于将红外光束传进测量结构内，再将出射光束传导至探测器，且有效光程可调。

其中，所述主结构体由四块透明的亚克力板100通过固紧螺栓109连接、拼装成一体。

其中，所述主结构体，其上下面的边缘处预留有安装孔106，可通过螺纹连接安装在风洞装置上。

其中，所述可调节光路通道安装在主结构体的两个侧面上，进光通道和出光通道的中心轴在同一水平线上，其中，第一分段通道104-1的外端安装有推拉头101，光路通道与主结构体之间有金属组合密封圈103，第二分段通道104-2末端安装有红外窗片105；

其中，所述推拉头101，通过连接螺纹107与光路通道固定安装。

其中，所述可调节光路通道通过法兰石墨铜套直线轴承102安装在主结构体上。

其中，所述金属组合密封圈103，用于保证测量结构的密封性，防止气体在连接处发生泄漏影响测量结果。

其中，所述红外窗片105采用氟化钡材料，可通过的波长范围为8-14μm。

其中，所述红外窗片之间的空隙用于通过待测气流，其距离即为有效吸收光程，调节范围为0-100mm；

其中，所述法兰石墨铜套直线轴承102通过法兰轴承固定螺丝108安装在主结构体上。