[发明专利]开路式大气监测装置

说明书

本发明提供了开路式大气监测装置，所述开路式大气监测装置包括光发射单元、探测器和分析单元；光接收单元包括：第一反射镜具有凹面反射面，在所述第一反射镜的中心设置透光窗口；第二反射镜具有凸面反射面，并迎着所述凹面反射面；所述第二反射镜的中心轴线和第一反射镜的中心轴线件的夹角为锐角；所述第二反射镜上出射光的半径f₁为所述第一反射镜的焦距，f₂为所述第二反射镜的焦距，R为所述第一反射镜的口径。本发明具有结构简单等优点。

技术领域

本发明涉及气体分析，特别涉及开路式大气监测装置。

背景技术

傅里叶红外开放式气体分析仪是一款基于傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)的环境空气质量监控及环境安全预警仪器，这类仪器具有多种技术优势，如：

1.可以同时连续监测城市上空及厂矿企业周边环境大气中SO₂、NO、NO₂、CH₄、NH₃、HCl、HF、CO、CO₂、VOCs、恶臭等多达100多种气体组分的实时浓度。

2.可结合新兴的物联网、云计算、大数据、移动互联网、空间地理信息集成等信息技术，将监测结果及时上传至数据中心，管理人员据此实现对环境大气的实时监控及环境安全突发事故的有效预防和控制。

开放式气体分析仪分为发射端和接收端两部分，发射端包含一个红外热辐射光源和准直望远镜光路。光源发出的红外辐射被望远镜汇聚成平行光束。由于测量光程需达到数百米，望远镜口径通常需要达到250mm左右以保证光束的准直性。光束穿过数百米的光程后被接收端接收，接收端包含汇聚望远镜光路、干涉仪和检测器。光束直径被汇聚望远镜光路缩小至25cm左右，然后经过干涉仪调制后被检测器接收。

传统的接收端光路采用牛顿望远镜或卡塞格林望远镜的形式，结构比较复杂，需要调节的镜片较多，稳定性差，且副镜收光角度小，必须使用长焦镜。

发明内容

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种结构简单、稳定性好、无需使用长焦反射镜的开路式大气监测装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

开路式大气监测装置，所述开路式大气监测装置包括光发射单元、探测器和分析单元；所述开路式大气监测装置还包括：

光接收单元，所述光接收单元包括：

第一反射镜，所述第一反射镜具有凹面反射面，在所述第一反射镜的中心设置透光窗口；

第二反射镜，所述第二反射镜具有凸面反射面，并迎着所述凹面反射面；所述第二反射镜的中心轴线和第一反射镜的中心轴线间的夹角为锐角；所述第二反射镜上出射光的半径f₁为所述第一反射镜的焦距，f₂为所述第二反射镜的焦距，R为所述第一反射镜的口径。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.结构简单、稳定性好；

仅使用二个反射镜(具有凹面反射面的第一反射镜和具有凸面反射面的第二反射镜)的组合，即可实现了光接收功能，结构简单、稳定性好；

2.无需长焦反射镜；

利用特殊设计的第一反射镜和第二反射镜，也即第一反射镜和第二反射镜的参数设计以及位置设计，实现了大收光角度，无需使用长焦反射镜；

3.准确度高；

第一反射镜和第二反射镜的反射面均采用特殊设计的曲面，提高了从第一反射镜出射的光的平行度，提高了后续光的干涉效应，相应地提高了后续气体检测的准确度。

附图说明