[发明专利]基于光学遥测镜头的手持式气体传感系统

说明书

技术领域

本发明属于气体浓度检测技术领域，涉及一种基于光学气体传感技术的气体浓度检测，具体涉及一种基于光学遥测镜头的手持式气体传感系统。 

背景技术

利用光谱遥感技术探测大气成分及特性开始于1970年，其基础是电磁辐射与原子分子间的互相作用。关于浓度的探测其依据是大气中某种痕量气体成分在紫外、可见和红外光谱波段的吸收性质。 

可调谐二极管激光吸收光谱技术是一种光学和光谱学测量技术，光学/光谱学测量技术可以实现远距离在线监测，具有受环境因素影响小、响应时间短、可以实现低浓度的气体测量、测量结果能够反映测量环境内的被测气体平均浓度水平以及非单点测量等优点，是一种理想的气体污染物检测方法。光学遥感则是利用几公里甚至更长的光程代替传统实验室的取样池或者开放的气室，即所谓的开路（open-path）结构，是一种基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的长光程吸收技术，目前多用于飞行器等专用于遥感测量的设备上，测量成本及设备结构均较复杂，进而导致使用场合非常有限。现有的可调谐二极管激光吸收光谱技术虽然能够快速高精度的检测到痕量气体的浓度，但是由于使用时所涉及的设备较多、需要专用气室、仪器昂贵、容易损坏且不便操作等缺点，使得现有的基于该技术的测量系统成本较高、系统复杂，测试时对技术人员的专业性要求较高，普及使用难度较大。 

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有的气体或者痕量气体浓度测量技术测量成本高、测量场合受技术限制并且测量专业性要求较高等缺陷，提出了一种基于光学遥测镜头的手持式气体传感系统。 

本发明的技术方案是：基于光学遥测镜头的手持式气体传感系统，包括激光器和探测单元，所述探测单元具有感光面，用于实现光电信号转换，其特征在于，所述气体传感系统还包括数据处理单元、外壳、聚光单元和镜头保护壳，所述外壳为中空筒状结构，所述激光器固定于外壳的中轴线上，激光器发射的激光沿外壳中轴线方向射出，所述镜头保护壳安装于外壳上激光器激光出射的一端，探测单元安装于外壳内部的另一端，所述数据处理单元与探测单元相连接，用于处理探测单元探测的信号；所述聚光单元位于激光器和探测单元之间，并聚焦于探测单元的感光面上。 

进一步的，所述聚光单元包括抛物面主镜和双曲面副镜，其中抛物面主镜为凹面镜， 双曲面副镜为凸面镜，二者反光面相对，所述抛物面主镜的几何中心包含通孔，入射至抛物面主镜的平行光经抛物面主镜和双曲面副镜反射后经过抛物面主镜的通孔汇聚到探测单元的感光面上。 

进一步的，所述气体传感系统包括显示单元，所述显示单元设置于外壳上安装探测单元的一端端面上。 

进一步的，所述镜头保护壳上覆盖有增透膜。 

进一步的，所述气体传感系统包括准直单元，所述准直单元安装于激光器的激光出射端，用于激光准直。 

进一步的，所述气体传感系统还包括手柄，所述手柄位于外壳上用于设备的手持使用。 

进一步的，所述气体传感系统还包括控制单元，所述控制单元与激光器相连接，用于激光器调谐控制。 

进一步的，所述控制单元安装于手柄内，并包括移动电源，所述移动电源用于为设备供电。 

进一步的，所述气体传感系统还包括数据存储单元，所述数据存储单元与数据处理单元相连接，用于存储探测单元探测的数据信息。 

进一步的，所述气体传感系统还包括无线通信单元，所述无线通信单元同时与存储单元和数据处理单元相连接，用于输出探测单元探测的数据信息。 

进一步的，所述气体传感系统还包括反射单元，所述反射单元放置于激光器激光射出路径上，用于将激光器射出的激光反射回气体传感系统。