[实用新型]一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔

说明书

技术领域

本实用新型属于气体光谱测量领域，尤其是公开了一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔。

背景技术

传统随着世界工业化的进展，环境问题已日趋严重。部分有害气体是由燃料的不完全燃烧造成，因此气体浓度以及燃烧场中燃烧程度、燃烧效率和热释放量等参量的实时监测具有重大意义。测量气体浓度的方法有许多，比如：色谱法、荧光法、气相色谱法和光谱吸收法等。其中吸收光谱法应用普遍，技术成熟。而在众多的直接吸收光谱技术中，光腔衰荡光谱技术以其较高的灵敏度和简单的实验原理显示着越来越强的生命力。将该光谱技术应用于高温源气体光谱测量中，就需要一个可以实现高温环境的光学谐振腔。

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，提供一种可用于高温原位气体光谱测量的高灵敏抗干扰光学谐振腔。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔，包括底座和分设于底座两端的两面平凹腔镜；两面所述平凹腔镜之间设置有气室；所述气室外设置加热装置。采用本方案，平凹腔镜的平面位于外侧，两凹面位于内侧，曲率半径为r，两凹面镜间距离为r，构成共焦腔，激光从一面腔镜中心入射，并从另一面腔镜的中心出射，通过模式匹配激光与腔形成共振。腔镜与气室分离开，气室内待测气体的温度变化不会对腔镜造成影响。

优选的，一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔，所述加热装置包括两端开口的保温筒和嵌在保温筒侧壁的至少一个热源；保温筒裹设于所述气室外。采用本方案，保温筒筒裹设于所述气室外，可以拆卸为两半，便于安装和拆卸；其采用导热性能良好的不锈钢制成，能保证气室内气体受热均匀。

优选的，一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔，所述保温筒由两个半筒对接而成。

进一步的，一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔，所述保温筒通过陶瓷垫固定于底座上。采用本方案，陶瓷垫可以有效防止热量传到底座。

进一步的，一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔，所述保温筒侧壁设置有测温装置。通过设置测温装置，能够实时测量气室的温度并反馈给加热装置，从而实现整个热源装置可对气室温度进行测量并控制，从而实现该光学谐振腔可对高温气体进行光谱测量。

进一步的，一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔，两面所述平凹腔镜通过镜架安装在底座上。

进一步的，一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔，所述气室侧壁分别设有进气孔和出气孔。

一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔，所述气室呈圆筒状，其两端开口呈对称斜面；两端口均通过楔形窗片密封，形成布儒斯特角。

采用本方案，避免激光在两窗片及每个窗片的两个面间共振产生干涉噪声。激光经过气室，并经过模式匹配在两平凹腔镜间共振，可测量气室中待测气体光谱特性。

本实用新型与现有技术相比有以下有益效果：

1.腔镜与气室相隔离，加热装置对气室进行加热时可避免高温对腔镜反射率的影响，保护腔镜，提高该光学谐振腔在进行高温光谱测量时的工作稳定性；2.在高温气体光谱测量中，与传统吸收光谱相比，利用腔增强吸收光谱技术，可将有效光程提高1/(1-R)倍，R为腔镜反射率，一般大于99%；3.该光学谐振腔可用于高温原位气体光谱测量，高温环境不影响工作状态，适用与工业场合。例如脱硫脱硝的测量等。

本实用新型可以提供一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔，使腔增强光谱技术应用于高温源气体光谱测量中变得可能。

附图说明

图1是一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔爆炸结构示意图；

图2是一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1-2所示为一种用于高温源气体光谱测量的光学谐振腔，包括底座5和分设于底座5两端的两面平凹腔镜12、13；两面平凹腔镜12分别通过镜架11、14安装在底座5上；两面平凹腔镜12之间设置有气室2；气室2外设置加热装置3。气室2与腔镜12、13相隔离开，腔镜12、13不受气室2高温的影响。

作为优选的实施方式，加热装置3包括两端开口的保温筒31和嵌在保温筒31侧壁的两个对称设置两个热源33、34；保温筒31裹设于所述气室2外。

作为优选的实施方式，保温筒31由两个半筒对接而成。

作为优选的实施方式，保温筒31通过隔热陶瓷垫4固定于底座上。