[发明专利]带有多点反射矩形吸收池的气体传感器探头及检测装置

说明书

本申请公开了一种带有多点反射矩形吸收池的气体传感器探头及检测装置，探头包括上盖板，上盖板的表面设有气体扩散孔，气体扩散孔的上方设有金属过滤网；下盖板，位于上盖板的正下方并与上盖板可拆卸连接；下盖板的底部设有线路通孔；光路模块，位于上盖板和下盖板所围成的内部空间中，用于收集检测信号；电子处理电路电路板，位于上盖板和下盖板所围成的内部空间中，且位于光路模块的下方与光路模块电连接，用于对光路模块进行调节。本申请的探头结构简单、便于安装制造，成本较低，通过将测量光路设计成二维分布结构，不但减少了吸收池容积，还提高了光路结构稳定性，同时具有较高的检测精度。

技术领域

本发明涉及激光光谱气体传感器技术领域，尤其涉及带有多点反射矩形吸收池的气体传感器探头，以及一种利用该探头的气体检测装置。

背景技术

随着各种新型多波长激光器的不断出现，利用红外激光光谱吸收原理来测量气体成分和浓度的光电检测技术也得以迅速的发展。基于这类技术制作的气体传感器具有测量气体浓度范围大，测量精度高，不需要经常校正等优良特性，将会对激光光谱气体传感器广泛应用到不同生产过程及安全防范领域起到积极的推动作用。

基于可调谐半导体激光器吸收光谱技术(TDLAS)开发出的红外激光光谱吸收气体传感器得到了日益广泛的关注，其工作原理是根据不同气体具有不同的特征光谱吸收峰，通过适当选择被测气体的特征光谱吸收峰波长值，并匹配具有同样波长的激光光源，可以实现对特定气体浓度的精确测量。当红外激光通过被测气体时，其光强度由于特征光谱吸收峰的吸收作用将出现降低现象，这种光强度降低的幅度和被测气体的浓度以及光束与气体作用的光程长度值成正比。因此，当光程长度值是个已知固定值的前提下，通过检测和分析红外吸收峰处的光强度变化值，就可以对被测气体的浓度进行检测。

检测红外吸收峰处光强度的过程主要是在气体传感器中的气体吸收池(或气室)中完成，气体吸收池(或气室)通常指的是光源到探测器之间形成的空间。测量光束在气体吸收池中的光程长短通常受到吸收池体积大小的限制，为了提高测量光束的光程长度，在气体吸收池中会设置多个镜面或反射体，将测量光束进行多次反射后再到达探测器。现有技术中常用的气体吸收池包括传统White怀特池、Herriott赫里奥特池、以及它们的改进型结构等。

然而，在实际应用中，上述吸收池都是以三维立体结构的光学光路组成，其传感器的光学结构非常复杂，吸收池的容积也偏大，无法适用于对传感器体积要求较小的应用场景；并且，如果某一个光学元件的相对位置产生任何变化，就可能会对整个传感器的测量精度产生较大的影响，使得现有技术的传感器并不具备较高的环境稳定性；除此之外，采用的光学元件越多，必然增加了生产工艺复杂性和废品率，并不利于降低成本和大规模生产。

发明内容

本发明的目的在于提出一种带有多点反射矩形吸收池的气体传感器探头及检测装置，以解决现有技术中传感器结构复杂、不易于安装、制造成本高且无法适用于较小尺寸的制造等问题。

第一方面，本申请提供了一种带有多点反射矩形吸收池的气体传感器探头，包括：

上盖板，所述上盖板的表面设有气体扩散孔，所述气体扩散孔的上方设有金属过滤网；

下盖板，位于所述上盖板的正下方并与上盖板可拆卸连接；所述下盖板的底部设有线路通孔；

光路模块，位于所述上盖板和下盖板所围成的内部空间中，用于收集检测信号；

电子处理电路电路板，位于所述上盖板和下盖板所围成的内部空间中，且位于所述光路模块的下方与光路模块电连接，用于对光路模块进行调节。

可选的，所述光路模块包括：

模座，所述模座的上表面设有矩形的半空心槽；所述半空心槽的两个相邻的棱角分别设有第一设备槽和第二设备槽；

反射镜面，位于所述半空心槽的四个侧壁上；