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    光干涉法測量氣體濃度的裝置制造方法及圖紙

    技術編號:8321946 閱讀:279 留言:0更新日期:2013-02-13 21:28
    本發明專利技術提出一種光干涉法測量氣體濃度的裝置,包括光源、劈尖形氣體室、光電傳感器、顯示裝置和提示裝置,它們均裝在一個密閉外殼中。所述光源包括點光源發生器和平行光擴束器,所述平行光擴束器設置在點光源發生器的出射光路上,在平行光擴束器前方設置劈尖形氣體室,在劈尖形氣體室的反射光匯聚處設置光電傳感器,光電傳感器通過信號線連接顯示器和提示裝置。本發明專利技術利用光波在不同濃度的氣體中折射率不同而產生的光程差,引起不同的干涉條紋,通過檢測干涉條紋,實現對氣體濃度的測定,其優點是準確度高,測量范圍廣,設備簡單、堅固耐用,校正容易。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術屬于光學測量技術,具體涉及一種光學氣體測量儀器。
    技術介紹
    光波可以通過不同的方式產生等傾干涉條紋,其主要應用于微小長度和折射率的測量。氣體濃度的測量在工業生產和實驗室中的需求很廣泛,尤其是對于有害氣體的測量。例如,我國的煤礦生產安全檢測系統,需要對煤礦中的有毒氣體進行檢測。迄今為止的產品大多數也都是針對大型煤礦設計的,而且自身尚存一些亟待解決的問題,如設備造價高,系統體積龐大,運行維護費用高,傳感器測量穩定性差,調校頻繁,使用壽命短,設備測量精度有限,必須依賴專業人員維護。
    技術實現思路
    針對上述不足,本申請人利用劈尖干涉原理,設計出一種應用于測量氣體(例如瓦斯氣體)濃度的裝置,用以克服現有技術設備復雜、測量不穩定、使用不方便的問題。本專利技術的技術方案如下 一種光干涉法測量氣體濃度的裝置,包括光源、劈尖形氣體室、光電傳感器、顯示裝置和提示裝置,它們均裝在一個密閉外殼中,防止外來光的影響,光源發出的光不能從非需要的方向進入光電傳感器影響測量結果。所述光源包括點光源發生器和平行光擴束器,所述平行光擴束器設置在點光源發生器的出射光路上,在平行光擴束器前方設置劈尖形氣體室,在劈尖形氣體室的反射光匯聚處設置光電傳感器,光電傳感器通過信號線連接顯示器和提示裝置。所述劈尖形氣體室是一由傾斜放置的平行玻璃板和平面鏡形成一個三角形空腔,此空腔用來裝待測氣體。本專利技術利用光波在不同濃度的氣體中折射率不同而產生的光程差,引起不同的干涉條紋,通過檢測干涉條紋,實現對氣體濃度的測定,其優點是準確度高,測量范圍廣,設備簡單、堅固耐用,校正容易。自帶氣體濃度數字顯示系統和多等級提示裝置,操作直觀快捷。附圖說明圖I是本裝置的原理框 圖2是裝置的結構示意圖。具體實施例方式 以下結合附圖詳細說明本裝置 整個裝置如圖I和圖2所示,本裝置包括光源、劈尖形氣體室2、光電傳感器3、顯示裝置4和提示裝置6,各個基本單元整體固定在一個外殼9內。外殼密閉,防止外來光的影響。所述光源包括點光源發生器I和平行光擴束器6,平行光擴束器6設置在點光源發生器I的出射光路上。劈尖形氣體室2設置在平行光擴束器6前方,其實際為一傾斜平行玻璃板7和平面鏡8之間支起的一個空腔,此空腔用來裝待測氣體,可直接與被測環境聯通,也可以將待測氣體裝入,然后封閉。光電傳感器3設置在劈尖形氣體室的反射光匯聚處,用于感應干涉條紋,并且將連續變化的模擬信號轉化為穩定數字信號。光電傳感器3通過信號線連接顯示器4和提示裝置5。顯示器4依靠已有的數據庫,運用一定的算法計算出待測氣體的濃度,并送至LED屏幕顯示出來。提示裝置5包括彩色燈提醒和發聲提醒兩部分,多用于在特殊環境監測有毒氣體濃度時使用。待測氣體在正常閥值時亮綠燈,當氣體濃度超出設定的一級提示閥值時亮黃燈并發聲提示,當氣體濃度超出設定的二級提醒閥值時亮紅燈并發聲提示。本裝置的原理光源發射出具有一定角度的平行光束,平行光經過劈尖形氣體室2后,因為有光程差所以出現了干涉條紋,到達光電傳感器3。光電傳感器3感應干涉條紋并且將信號轉化為穩定數字信號。LED顯示器4收集數字信號,依靠已有的數據庫的數據分析之后計算出待測氣體的濃度,并送至LED屏幕顯示出來。如果有具體需要可以打開提醒裝置5在氣體濃度到達不同濃度時自動給出相應的提示。 使用方式若采用此裝置測定特定環境中特定氣體的濃度,(例如,需要檢測煤礦井內瓦斯氣體濃度)只需要將該裝置置于煤礦空氣中,打開裝置的劈尖形氣體室,讓其與外部空氣相連通,等氣體在氣體室內擴散穩定后,打開光源,平行光束以一定角度射向劈尖形氣體室2,在平行玻璃板7處既發生了反射,也發生了折射,反射的光直接射向光電傳感器3,折射光要先經過待測氣體,再被平面鏡8反射傳入光電傳感器3,在經過待測氣體時,由于不同濃度的氣體導致經過平面鏡8反射后最終又被平行玻璃板7折射進入傳感器的光束和直接經過反射進入傳感器的光出現不同的光程差,形成干涉條紋。光電傳感器3讀取并記錄這些條紋及其變化,再將該條紋變化轉化為穩定的數字信號送至多等級提示裝置5,多等級提示裝置5將該信號與預先設定的提示閥值相比較,以確定提示的方式和狀態。本文檔來自技高網...

    【技術保護點】
    一種光干涉法測量氣體濃度的裝置,其特征在于:其包括光源、劈尖形氣體室(2)、光電傳感器(3)、顯示器(4)和提示裝置(5),它們均裝在一個密閉外殼(9)中;所述光源包括點光源發生器(1)和平行光擴束器(6),所述平行光擴束器(6)設置在點光源發生器(1)的出射光路上,在平行光擴束器(6)前方設置劈尖形氣體室(2),在劈尖形氣體室的反射光匯聚處設置光電傳感器(3),光電傳感器(3)通過信號線連接顯示器(4)和提示裝置(5)。

    【技術特征摘要】
    1.一種光干涉法測量氣體濃度的裝置,其特征在于其包括光源、劈尖形氣體室(2)、光電傳感器(3)、顯示器(4)和提示裝置(5),它們均裝在一個密閉外殼(9)中;所述光源包括點光源發生器(I)和平行光擴束器(6),所述平行光擴束器(6)設置在點光源發生器(I)的出射光路上,在平行光擴束器(6)前方設置劈尖形氣體室...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:馬星科,杜政偉,朱敏,鄒新政張婷,陳雅慧,
    申請(專利權)人:西南大學
    類型:發明
    國別省市:

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