[发明专利]样品单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种样品单元，例如一种在基于激光吸收光谱的气体分析中使用的样品单元。

背景技术

已知的气体分析系统包括一个或多个样品单元，例如一个或多个赫里奥特单元(Herriot cell)，其用于容纳待被分析的气体样品并且激光束通过该单元以便与气体样品相互作用。样品单元和其它光学组件的布置影响气体分析系统的几何形状、尺寸和性能。例如，为了使得系统结构紧凑(例如为了能够将系统容纳到紧凑的可运输的壳体内)，能够提供样品单元和其它光学组件的合适布置是重要的。

发明内容

在本发明的第一方面，提供了一种光学单元，其包括：相对的第一反射元件和第二反射元件；在第一反射元件中的入口孔；和在第二反射元件中的出口孔。入口孔和出口孔可被配置成使得在操作过程中经由入口孔引入到单元内的光在经由出口孔离开单元之前，由第二反射元件反射至少一次以及由第一反射元件反射至少一次。

光可包括激光辐射，例如至少一个激光束。光可包括红外光或可见光，例如红外级光束或可见光激光束。激光束可包括脉冲激光束，其包括脉动的激光辐射。光学单元可以是多通(multi-pass)光学单元。

光学单元可包括赫里奥特类型的单元。

光学单元可包括适配的或变型的赫里奥特单元。

由光在入口孔和出口孔之间行进的路径可限定路径长度，并且单元可包括用于获得所述第二反射元件和所述第一反射元件的相对移动以使得所述单元的路径长度被改变的调节设备。

该相对移动可包括将第一反射元件和第二反射元件中的一个保持处于固定位置以及将第一反射元件和第二反射元件中的另一个移动(例如旋转和/或平移)。备选地，该相对移动可包括移动(例如旋转和/或平移)第一反射元件和第二反射元件两者。调节设备可移动(例如旋转和/或平移)第一反射元件和/或第二反射元件。

所述调节设备可被配置成通过改变光在进入单元和离开单元之间进行的反射次数来改变路径长度。

通过改变光在离开单元之前的由第一反射元件和第二反射元件进行的光的反射次数，可改变光在其上与单元中的样品气体相互作用的路径长度。

该相对移动可包括第二反射元件和/或所述第一反射元件的旋转。

该相对移动可包括第二反射元件和/或所述第一反射元件的平移。

在操作过程中，所述光可在多个第一反射点处从第一反射元件反射，并且可在多个第二反射点处从第二反射元件反射。

所述单元可包括用于获得第二反射元件和第一反射元件的相对移动从而将出口孔定位在所述第二反射点中的选定的一个反射点处的调节设备。

因此，可通过适当地定位出口孔来改变光在离开单元之前的反射次数。

所述调节设备可被配置成获得所述相对移动，以便将出口孔的位置从第二反射点中的一个阶跃到第二反射点中的选定的另一个。

所述调节设备可被配置成引起出口孔和第二反射点的预定量的相对移动，该预定量对应于第二反射点间隔。

该多个第一反射点中的至少一些(任选地该多个第一反射点中的每一个)可被布置成与第一反射元件的轴线相距大体相同的径向距离。该多个第二反射点中的至少一些(任选地该多个第二反射点中的每一个)可被布置成与第二反射元件的轴线相距大体相同的径向距离。

所述多个第一反射点中的至少一些(任选地所述多个第一反射点中的每一个)可从多个第一反射点中的相应相邻的一个间隔开大体相同的第一角度。所述多个第一反射点中的至少一些(任选地所述多个第一反射点中的每一个)可从多个第二反射点中的相应相邻的一个间隔开大体相同的第二角度。

该第一角度可与第二角度大体相同。

入口孔可被定位在相对于所述第一反射元件的中心轴线的偏离轴线的位置处。出口孔可被定位在相对于所述第二反射元件的中心轴线的偏离轴线的位置处。

第一反射元件可具有圆形对称的反射表面。第二反射元件可具有圆形对称的反射表面。

第一反射元件可包括抛物面反射镜。第二反射元件可包括抛物面反射镜。