[实用新型]一种气室结构、气体检测箱及气体检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体分析设备领域，尤其涉及一种气室结构。

背景技术

可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术利用二极管激光器波长调谐 特性，获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱，从而对污染气体进 行定性或者定量分析，这种方法不仅精度较高，选择性强而且响应速度快， 已经被用于大气痕量气体监测以及工业控制。在对空气中的痕量气体进行检 测中，由于被测气体的含量多为ppm(Partpermillion)级别，通常使用多次 反射样气室来增加吸收光程，以提高激光气体分析仪的检测灵敏度。

常见的多次反射样气室由两个凹面反射镜组成，光学发射端发出的激光 光束通过近端凹面反射镜上的开孔，以特定的角度射入样气室，然后打到远 端凹面反射镜上，进而在两个凹面反射镜中进行多反射，并最终由近端凹面 反射镜的开孔处射出，从而完成检测。此过程中需要实现对光路的精确控制， 这就对气室机械结构的加工精度和安装要求提出了非常严格的要求。

另外，光学发射端中常见的蝶型封装激光器，其封装成本高居不下,极大 了限制了光电通信的发展。

为此，需要提供一种便于封装，又能对光路进行精确调节的气室结构。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种新的方案以力图解决或者至少缓解上面存在 的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种气室结构，适于安装在气体检测 箱中，该气室机构包括基座以及设置于基座上的光学发射端、光学接收端和 样气室。

样气室的侧壁上设有通气口，在靠近光学发射端的一端设有第一凹面反 射镜，远离光学发射端的另一端设有第二凹面反射镜。其中，第一凹面反射 镜上设有光孔，供光学发射端发出光束入射样气室以及供经过第一凹面反射 镜和第二凹面反射镜多次反射后的光束返回光学接收端。

光学发射端包括同轴封装激光器和独立温度控制系统。其中，同轴封装 激光器适于向样气室发射光束，独立温度控制系统适于自动调节同轴封装激 光器的温度。

可选地，在根据本实用新型的气室结构中，独立温度控制系统包括控制 电路以及依次轴向连接的温度传感器、半导体致冷器和散热片。其中，温度 传感器连接于同轴封装激光器的一侧，适于测量所述同轴封装激光器的温度。 半导体致冷器的一侧连接于同轴封装激光器的另一侧，适于对所述同轴封装 激光器致冷或加热。

散热片连接于所述半导体致冷器的另一侧，适于为所述半导体致冷器散 热。控制电路适于根据所述温度传感器的温度参数向所述半导体致冷器发送 致冷指令或加热指令。

可选地，在根据本实用新型的气室结构，光学发射端还包括固定于基座 上的发射端可调安装座，适于调节光学发射端相对于所述光孔的位置和角度。 光学接收端包括固定于基座上的接收端可调安装座，适于调节光学接收端相 对于所述光孔的位置和角度。

可选地，在根据本实用新型的气室结构，光学发射端的控制电路适于当 温度参数高于第一阈值时发出致冷指令，以及当温度参数低于第二阈值时发 出加热指令。

可选地，在根据本实用新型的气室结构，独立温度控制系统还包括适于 作为导热媒介的激光器压板和激光器导热片。其中，激光器压板设于同轴封 装激光器和温度传感器之间；激光器导热片设于同轴封装激光器和半导体致 冷器之间。

可选地，在根据本实用新型的气室结构，独立温度控制系统进一步包括 具有空腔的固定部件，其底部设有环形底片，散热片设置于空腔中并与环形 底片紧密接触。

可选地，在根据本实用新型的气室结构，独立温度控制系统进一步还包 括中空的激光器焊接电路板，其一侧连接半导体致冷器，另一侧连接所述固 定部件的环形底片，径向方向设有通槽。

可选地，在根据本实用新型的气室结构，独立温度控制系统还包括固定 温度传感器的温度传感器焊接电路板。

根据本实用新型的又一个方面，提供一种气体检测箱，包括根据本实用 新型的气室结构。

根据本实用新型的又一个方面，提供一种气体检测系统，包括根据本实 用新型的气体检测箱。