[实用新型]一种用于气体检测的吸收池

说明书

技术领域

本实用新型属于精密检测仪器领域，具体涉及一种用于气体检测的吸收池，尤其涉及一种可用于检测变压器油中溶解气体的气体吸收池。

背景技术

采用光谱法测量单一组分或多组分气体的技术在工业中的应用已越来越广泛。比如激光光谱测量仪器可用于监测变压器油中溶解气体。由于气体吸收的“指纹”特性，光在通过充满被检测气体的吸收池后，某个单一频率的光被池中气体所吸收，单一频率反映了气体成分，单一频率光强的变化则反映了被检测气体的浓度。这一气体成分的检测过程，广泛应用于工业生产和环境监测领域。目前存在很多检测技术，主要使用的是中红外和近红外光谱检测技术。由于气体吸收的横截面积很小，所以一般需要通过增加光程来提高气体检测灵敏度。

现有技术的气体吸收池，主要有长光程池和可调光程池两类。长光程池，通过在吸收池内部气室放置多片反射镜，使得光在气室内完成多次反射，利用短的距离来增加光程，提高检测灵敏度。可调光程池的结构基本同长光程池，不同的是可通过调节反射次数来控制光程的变化。两种都是通过控制光程以求达到目标检测灵敏度。

长光程池和可调光程池中的光学元件多，调光结构复杂，使得其容积相对较大。另，长光程池和可调光程池对反射镜的镀膜工艺要求高，安装维护困难且成本高，抗震动性差，因而环境适应性较差。

实用新型内容

为解决现有技术的长光程池和可调光程池的上述问题，本实用新型提供一种小容积短光程气体吸收池，所述小容积短光程气体吸收池改变了现有长光程池的复杂结构，克服了光路调整难度大、抗震性差等的缺陷。具体技术方案如下。

一种用于气体检测的气体吸收池，其包括：用于将光源的光进行准直的光纤准直模块，用于对准直后通过腔体气室的光进行聚焦并使聚焦光出射的聚焦模块，位于光纤准直模块和聚焦模块之间、用于引入和排出待测气体的腔体，其中，所述光纤准直模块包括光纤准直器、用于调节光路的精密调光结构、用于将精密调光结构与腔体一端密闭固定在一起的光纤准直模块固定端，其中光纤准直器的准直透镜端插入精密调光结构的中心通孔中并固定；所述聚焦模块上包括聚焦透镜、用于固定聚焦透镜并且与腔体另一端密闭固定在一起的聚焦模块固定端，该聚焦透镜的光轴与腔体气室的中心轴线、光纤准直模块的光轴重合；所述腔体的两端分别与光纤准直模块固定端和聚焦模块固定端密闭连接，腔体的中空部分是用于容纳待测气体的气室，准直后的光束通过气室传输到聚焦模块，其侧面设有进气口和出气口，并且在气室壁面比如在顶部设有连接孔比如螺孔和/或插孔用于安装至少一个传感器、优选两个以上传感器用来检测气室的温度和压力等参数，以便用来对检测结果进行修正。

由于气体吸收池中不包含用于实现光反射的反射镜，使得气体吸收池结构简单、易安装拆卸且多次安装拆卸并不会影响检测精度，这种无需反射镜的简单结构增强了气体吸收池的抗震性和环境适应性，同时直通式、短光程的气室结构设计使得吸收池的气室容积小，相应地减小了气体吸收池的体积。优选地，气体吸收池在小容积、短光程条件下，能达到很高的检测精度，比如在变压器油中溶解气体检测中的应用，优于国家电网企业标准规定的最低检测限。

根据本实用新型的一个方面，上述光源的光可以是任何可用于检测气体的光，波长范围为200-6000nm、优选200-1800nm，包括但不限于可见光、紫外光、红外光和/或近红外光。进一步地，优选从光源发射的光是激光。

根据本实用新型的一个方面，所述光纤准直模块还包括光纤准直模块保护壳，用来罩住光纤准直器、精密调光结构、光纤准直模块固定端，保护这些部件不受外界环境及物体的影响。

根据本实用新型的一个方面，上述气体吸收池还包括用于固定所述光纤准直模块保护壳和所述腔体前端的第一支架以及用于固定所述腔体后端的第二支架，所述第一支架和第二支架分别与腔体的两端相连接固定。

进一步地，气体吸收池还包括用于接入光源的入光口。在一种实施方式中，所述入光口位于第一支架上。比如，入光口安装有法兰，用于连接光源和光纤准直模块。

根据本实用新型的一个方面，所述聚焦模块固定端上设置有出光口(即聚焦透镜出射口)，聚焦透镜的光轴与腔体气室的中心轴线、光纤准直模块的光轴重合。比如，该出光口设置在聚焦模块固定端上。

根据本实用新型的一个方面，所述光纤准直模块固定端上有中心通孔，该中心通孔中固定有斜窗片，用来减小光学标准具干扰。