一种短光程气室调光装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种短光程气室调光装置，包括基板，所述的基板上依次设置有和准直器支撑部、气室调整部和反光镜支撑部，准直器支撑部上设置有光纤准直器夹紧部，光纤准直器夹紧部包括光纤准直器下夹板，光纤准直器下夹板通过铰链与光纤准直器上夹板铰接，光纤准直器上夹板通过磁铁与光纤准直器下夹板吸合，光纤准直器下夹板上还设置有光纤熔接机皮线夹具；所述的气室调整部上设置有气室夹紧部；所述的反光镜支撑部上设置有反射镜夹紧部。本实用新型填补了国内批量制作短光程气室的调光装置的空白，为批量生产整套基于TDLAS或NDIR技术的气体检测设备提供了有利条件。
【专利说明】一种短光程气室调光装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及TDLAS或NDIR技术的气体检测领域，具体涉及一种短光程气室调光装置。适用于基于TDLAS或NDIR技术的气体检测设备中短光程气室内光线方向的调节。
【背景技术】
[0002]与传统的电化学型气体检测仪相比，基于TDLAS或NDIR技术的气体检测设备具有速度快、高灵敏度、高选择性等显著优势，此类产品在石油化工、钢铁冶炼和煤矿开采等领域具有广泛用途。短光程气室作为该类设备的核心部件之一，其制作方法直接影响整套设备的性能与检测指标，因而受到极大重视。在短光程气室的制作过程中，为确保光线方向以便气室中探测器能准确接收到光信号，必须对气室内部光学器件进行调节。
[0003]目前，在国内尚无较多厂家批量生产基于TDLAS或NDIR技术的气体检测设备，同时，该设备上短光程气室中光学器件的结构尺寸较小，不易夹持，并且在实际上生产中，不但要求光学器件的组装精度高，还需要对其进行多次反复调节，因而迫切需要设计一种调节精度高、成本低、操作简便的装置来批量制作该短光程气室。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种调节精度高、成本低、操作简便的短光程气室调光装置。该装置可同时夹持短光程气室的外壳及各光学器件，并将其固定在同一基板上，解决完全由手工调节不可能实现的问题，且此装置主要通过拧动螺丝实现光线方向的微调，其调节行程长、精度高、方位多，制造成本低，与本领域其他调光设备(如五维微调架等)相比，具有明显优势。
[0005]本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现:
[0006]一种短光程气室调光装置，包括基板，所述的基板上依次设置有和准直器支撑部、气室调整部和反光镜支撑部，
[0007]准直器支撑部上设置有光纤准直器夹紧部，光纤准直器夹紧部包括光纤准直器下夹板，光纤准直器下夹板通过铰链与光纤准直器上夹板铰接，光纤准直器上夹板通过磁铁与光纤准直器下夹板吸合，光纤准直器下夹板上还设置有光纤熔接机皮线夹具；
[0008]所述的气室调整部上设置有气室夹紧部；
[0009]所述的反光镜支撑部上设置有反射镜夹紧部。
[0010]如上所述的准直器支撑部包括设置在基板上的第二垫块，第二垫块上连接有第二可调固定板，第二可调固定板上连接有第二激光Q头调整架，光纤准直器下夹板设置在第二激光Q头调整架上。
[0011]如上所述的第二可调固定板上设置有腰形孔，第二可调固定板固定螺钉穿过第二可调固定板上的腰形孔将第二可调固定板与第二垫块连接；第二激光Q头调整架上设置有腰形孔，第二激光Q头调整架固定螺钉穿过第二激光Q头调整架上的腰形孔将第二激光Q头调整架与第二可调固定板连接；第二可调固定板上的腰形孔和第二激光Q头调整架上的腰形孔垂直。
[0012]如上所述的气室调整部包括垂直升降部，垂直升降部包括固定端和升降端，固定端设置在基板上，升降端与第一气室固定板连接，基板和第一气室固定板之间还通过气压杆连接，第一气室固定板上还开设有沉头孔，滑动导套连接螺钉的螺纹端穿过沉头孔与固定端上的螺纹孔连接。
[0013]如上所述的升降端为滑动导柱，滑动导柱顶部与第一气室固定板连接，滑动导柱外部套设有滑动导套，滑动导套与基板连接。
[0014]如上所述的第一气室固定板通过第二转动轴与转动连接块一端连接，转动连接块的另一端通过第一转动轴与第二气室固定板连接，第一气室固定板与第二气室固定板之间通过磁铁吸合。
[0015]如上所述的反光镜支撑部包括设置在基板上的第一垫块，第一垫块上连接有第一可调固定板，第一可调固定板上连接有第一激光Q头调整架，反射镜夹紧部设置在第一激光Q头调整架上。
[0016]如上所述的反射镜夹紧部包括设置在第一激光Q头调整架上的镜片固定块，镜片固定块上设置有第一伸出臂和第二伸出臂，第一伸出臂上开设有T形槽，第一伸出臂上套设有热缩套管，手拧螺丝穿过第二伸出臂将待固定的光学镜片卡设在T形槽内。
[0017]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:
[0018]本实用新型填补了国内批量制作短光程气室的调光装置的空白，为批量生产整套基于TDLAS或NDIR技术的气体检测设备提供了有利条件。该调光装置可实现在各光学器件均已夹持紧的状态下进行光线方向调节，且调节可从五个不同方位进行，操作过程简便，调节精度较高、成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1 一种短光程气室调光装置的立体结构视图；
[0020]图2光纤准直器夹紧部及相关联部件的爆炸视图；
[0021]图3气室夹紧部及气室调整部的爆炸视图；
[0022]图4反射镜夹紧部及相关联部件的爆炸视图；
[0023]图5 —种短光程气室调光装置装配后的立体结构视图。
[0024]图中:
[0025]1-1-第一垫块；1-2-第二垫块；
[0026]2-1-第一可调固定板；2-2-第二可调固定板；
[0027]3-基板；
[0028]4-气室调整部；
[0029]5-第一激光Q头调整架；5a_手拧调节螺钉；
[0030]6-反射镜夹紧部；
[0031]7-短光程气室；7a_光学镜片；7b_光纤准直器；
[0032]8-气室夹紧部；
[0033]9-光纤准直器夹紧部；
[0034]10-第二激光Q头调整架；1a-手拧螺钉；1b-第二激光Q头调整架腰形孔一；1c-第二激光Q头调整架腰形孔二 ； 1d-1-第一 L形板；10d-2-第二 L形板；
[0035]11-1-第一垫块连接螺钉；11-2_第二垫块连接螺钉；11-3_滑动导套连接螺钉；
11-4-滑动导套连接螺钉；
[0036]12-1-第一激光Q头调整架固定螺钉；12-2_第二可调固定板固定螺钉；
[0037]13-第一光纤准直器夹紧磁铁；
[0038]15-1-铰链固定螺钉；15-2_气室螺钉；
[0039]16-铰链；
[0040]17-光纤准直器上夹板；
[0041 ] 18-光纤熔接机皮线夹具；
[0042]20-光纤准直器下夹板；20a_下夹板沉头螺纹孔；20b_下夹板细长槽；
[0043]21-1-第一激光Q头调整架固定螺钉；21-2_第二激光Q头调整架固定螺钉；
[0044]22-气压杆；22a_螺纹杆；22b_气缸；
[0045]23-滑动导套；
[0046]24-滑动导柱；
[0047]25-调节螺钉；
[0048]26-气压杆转接头I ;
[0049]27-气压杆转接头II ；
[0050]28-第一气室固定板；28a_通孔；28b_沉头孔；
[0051]29-气室夹紧磁铁；
[0052]30-第二气室固定板；
[0053]31-转动连接块；
[0054]32-第一转动轴；
[0055]33-第二转动轴；
[0056]34-镜片固定块；34a_第一伸出臂；34b_ T形槽；34c_第二伸出臂；
[0057]35-热缩套管；
[0058]36-手拧螺丝。
【具体实施方式】
[0059]以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。
[0060]实施例1
[0061]如图1所示?图5所示，本实用新型公开了一种短光程气室调光装置，具体包括基板3，基板3两端分别装有第一垫块1-1和第二垫块1-2，第一垫块1-1和第二垫块1-2的顶面分别连接有第一可调固定板2-1和第二可调固定板2-2，其中第一可调固定板2-1顶面与第一激光Q头调整架5 (可以从武汉高飞激光配件有限公司购买)相连，在第一激光Q头调整架5上设有反射镜夹紧部6，第二可调固定板2-2顶面与第二激光Q头调整架10 (可以从武汉高飞激光配件有限公司购买)相连，在第二激光Q头调整架10上设有光纤准直器夹紧部9。基板3中间装有气室调整部4，在气室调整部4正上方设有气室夹紧部8。
[0062]如图2所示，所述的光纤准直器夹紧部9包括光纤准直器上夹板17，光纤准直器上夹板17又通过其侧面的铰链16及铰链固定螺钉15-1与光纤准直器下夹板20侧面铰接，光纤准直器下夹板20上设有第一光纤准直器夹紧磁铁13，并通过螺钉将第一光纤准直器夹紧磁铁13锁紧固定，同时，为将第一光纤准直器夹紧磁铁13完全沉入，光纤准直器下夹板20上开有下夹板沉头螺纹孔20a，第一光纤准直器夹紧磁铁13固定在下夹板沉头螺纹孔20a内。所述的光纤准直器下夹板20上表面中间开有下夹板细长槽20b，下夹板细长槽20b 一端的截面为呈方形(光纤准直器的尾纤由此通过)，另一端为半圆形(夹紧光纤准直器主干部分)。光纤准直器上夹板17底面也开设有沉头螺纹孔，光纤准直器上夹板17上的沉头螺纹孔内设有第二光纤准直器夹紧磁铁(图中未标识)，光纤准直器上夹板17底面与下夹板细长槽20b对应的部分也开设有相同的细长槽，由此实现上下两块准直器夹板在磁力作用下自动压紧光纤准直器7b，且光纤准直器上夹板17手动开合方便，无需通过螺钉锁紧。
[0063]其中所述的光纤准直器下夹板20上一端还设有光纤熔接机皮线夹具18，该夹具可以从中国电子科技集团第41研宄所购买，通过螺钉固定在光纤准直器下夹板20上，同时，下夹板细长槽20b与光纤准直器上夹板17底面的细长槽构成的夹紧槽的中心线与光纤熔接机皮线夹具18上的光纤卡口中心线保持重合一致。所述光纤熔接机皮线夹具18主要起到夹紧光纤准直器尾纤的作用，该夹具也是通过自身上下压板之间的磁力将光纤准直器尾纤压紧。
[0064]所述的光纤准直器夹紧部9通过螺钉锁紧在第二激光Q头调整架10上的第一 L形板1d-1上，同时第二激光Q头调整架10通过第二激光Q头调整架固定螺钉21-2固定在第二可调固定板2-2上，第二激光Q头调整架固定螺钉21-2以沉头方式装配在第二激光Q头调整架10上的两条腰形孔中。实际调光中，可通过调节L形板上的两颗手拧螺钉1a来实现从两个不同的方向调节光纤准直器7b的对准方向，其主要原理是:由于第二激光Q头调整架10上装配有两块L形板1d-1、10d-2，两块L形板呈堆叠式装配，其中里侧L形板固定不可调，外侧L形板则可在一定范围内移动调节。外侧L形板的两条边端部均装有一颗手拧螺钉10a，起调节里外侧L形板上的相对两条边间距的作用(相对两条边共两组，分别位于平行和垂直于基板3上表面的平面中)，并由此间接调整固定在外侧L形板上的光纤准直器夹紧部9的方位，而光纤准直器夹紧部9固定光纤准直器7b，故最终实现对光纤准直器7b对准方向的调节，且该调节分别在平行和垂直于基板3上表面的平面中进行山形板两条边中部均装有螺钉一颗、弹簧两根，起连接、弹开两块L形板的作用，两块L形板的夹角处相邻面之间夹有一滚珠(构成一个类似于万向头的结构)，在拧紧或拧松外侧L形板两边的两颗手拧螺钉1a的过程中，该滚珠起到充当外侧L形板受力支点的作用。所述的第二激光Q头调整架10还可通过其上两条腰形孔实现其沿着垂直于短光程气室7的轴向进行移动调节，达到需要的调节位置后再锁紧第二激光Q头调整架固定螺21-2，将自身固定在第二可调固定板2-2上。同理，所述的第二可调固定板2-2上也设有两腰形孔，两腰形孔中设有第二可调固定板固定螺钉12-2，腰形孔须将第二可调固定板固定螺钉12-2完全沉入，以便第二激光Q头调整架10可沿第二可调固定板2-2上表面滑动，第二可调固定板2-2可通过其上两条腰形孔实现其沿着平行于短光程气室7的轴向进行移动调节，达到需要的调节位置后再锁紧第二可调固定板固定螺钉12-2，将自身固定在第二垫块1-2上，第二垫块1-2底部再通过第二垫块连接螺钉11-2与基板3相连，基板3底面设有沉头孔，须将第二垫块连接螺钉11-2完全沉入，以保证基板3下底面平整。
[0065]参考图3所示，所述的气室调整部4包括滑动导套23、气压杆22(可以从江苏省扬州市方圆气动件厂购买)、气压杆转接头I 26、气压杆转接头II 27。滑动导套23底面通过滑动导套连接螺钉11-3固定在基板3上，四根气压杆22通过其底端螺纹杆22a固定在基板3上，气压杆22顶端的气缸22b通过其顶部螺纹与气压杆转接头I 26连接，四个气压杆转接头I 26再分别穿过气室固定板I 28 (气室夹紧部8中的零件)上的四个通孔28a与四个气压杆转接头II 27以螺纹连接，由此，四个气压杆转接头I 26顶起气室固定板I 28的底面，而气压杆转接头II 27再通过螺纹将气室固定板I 28锁紧。
[0066]参考图3所示，所述的气室夹紧部8包括滑动导柱24、第一气室固定板28、第一气室夹紧磁铁29-1、第二气室夹紧磁铁29-2、第二气室固定板30、转动连接块31、第一转动轴32、第二转动轴33。其中，第一气室固定板28的中心部位设有四个沉头孔，第一气室固定板28的底部由此沉头孔经四颗气室固定板连接螺钉11-4与滑动导柱24顶部相连，滑动导柱24与气室调整部4中的滑动导套23之间间隙配合实现垂直运动，这使得滑动导柱24可经配合面的限定在滑动导套23内作往复运动，由此保证气室夹紧部8沿垂直于基板3水平面的方向作升降运动。同时，第一气室固定板28又通过第二转动轴33与转动连接块31铰接，转动连接块31再通过第一转动轴32与第二气室固定板30铰接。此外，第一气室固定板28、第二气室固定板30上分别设有沉头螺纹孔，且沉头螺纹孔中分别设有第一气室夹紧磁铁29-1、第二气室夹紧磁铁29-2，第一气室夹紧磁铁29-1、第二气室夹紧磁铁29_2装配时须完全沉入孔中，且两磁铁均由气室螺钉15-2锁紧，由此实现两块气室固定板通过磁力自动夹紧圆管形气室外壳，且第二气室固定板30手动开合方便，无需通过螺钉锁紧。
[0067]所述的气室调整部4主要起到通过调整气室夹紧部8的高度然后间接调整短光程气室7高度的作用。在实际操作过程中，通过下压或放松气室夹紧部8(间接下压或放松气压杆22)来调节轴心短光程气室7的高度，在达到需要的高度后再配合四颗调节螺钉25将短光程气室7的高度锁定(调节螺钉25穿过第一气室固定板28上的沉头孔28b与气室调整部4中滑动导套23相连)。
[0068]参考图4所示，所述的反射镜夹紧部6包括镜片固定块34、热缩套管35、手拧螺丝36?热缩套管35套在镜片固定块34的第一伸出臂34a上(仅套一小段，热缩套管35收缩后长约5mm)，光学镜片7a呈方块形，通过手拧螺丝36卡紧在第一伸出臂34a旁的T形槽34b中，卡紧过程中，一方面，热缩套管35起到弹性胶垫作用，防止光学镜片7a在装置调光过程中松脱，另一方面，T形槽34b的特定形状设计目的是防止插入的光学镜片7a随手拧螺丝36的拧动而翻转。具体操作是先将光学镜片7a插入T形槽34b中，T形槽34b的一侧的第一伸出臂34a上套有热缩管35，光学镜片7a的一侧面与该伸出臂侧面贴紧，而光学镜片7a上相对的另一侧面与手拧螺丝36的端面接触，同时，手拧螺丝36又穿过T形槽34b的另一侧的第二伸出臂34c上的螺纹孔进行自身定位，由此通过拧紧手拧螺丝36即可卡紧光学镜片7a。
[0069]所述的反射镜夹紧部6底部通过螺钉与第一激光Q头调整架5相连，第一激光Q头调整架5上设置有腰形孔，再通过第一激光Q头调整架固定螺钉21-1穿过其上两条腰形孔固定在第一可调固定板2-1上，与之前所述的第二激光Q头调整架10相同，第一激光Q头调整架5也可通过其上两条腰形孔实现其沿着垂直于短光程气室7的轴向进行移动调节。第一可调固定板2-1上设置有腰形孔，并通过穿过腰形孔的第一激光Q头调整架固定螺钉
12-1固定在第一垫块1-1上，第一垫块1-1通过第一垫块连接螺钉11-1与基板3连接，与第一激光Q头调整架5相连的第一可调固定板2-1同样也可沿着平行于短光程气室7的轴向进行移动调节。
[0070]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【权利要求】
1.一种短光程气室调光装置，包括基板(3)，其特征在于，所述的基板(3)上依次设置有和准直器支撑部、气室调整部和反光镜支撑部， 准直器支撑部上设置有光纤准直器夹紧部(9)，光纤准直器夹紧部(9)包括光纤准直器下夹板(20 )，光纤准直器下夹板(20 )通过铰链与光纤准直器上夹板(17 )铰接，光纤准直器上夹板(17)通过磁铁与光纤准直器下夹板(20)吸合，光纤准直器下夹板(20)上还设置有光纤熔接机皮线夹具(18); 所述的气室调整部上设置有气室夹紧部(8); 所述的反光镜支撑部上设置有反射镜夹紧部(6 )。
2.根据权利要求1所述的一种短光程气室调光装置，其特征在于，所述的准直器支撑部包括设置在基板(3)上的第二垫块(1-2)，第二垫块(1-2)上连接有第二可调固定板(2-2)，第二可调固定板(2-2)上连接有第二激光Q头调整架(10)，光纤准直器下夹板(20)设置在第二激光Q头调整架(10)上。
3.根据权利要求2所述的一种短光程气室调光装置，其特征在于，所述的第二可调固定板(2-2)上设置有腰形孔，第二可调固定板固定螺钉(12-2)穿过第二可调固定板(2-2)上的腰形孔将第二可调固定板(2-2)与第二垫块(1-2)连接；第二激光Q头调整架(10)上设置有腰形孔，第二激光Q头调整架固定螺钉(21-2)穿过第二激光Q头调整架(10)上的腰形孔将第二激光Q头调整架(10)与第二可调固定板(2-2)连接；第二可调固定板(2-2)上的腰形孔和第二激光Q头调整架(10)上的腰形孔垂直。
4.根据权利要求1所述的一种短光程气室调光装置，其特征在于，所述的气室调整部包括垂直升降部，垂直升降部包括固定端和升降端，固定端设置在基板(3)上，升降端与第一气室固定板(28 )连接，基板(3 )和第一气室固定板(28 )之间还通过气压杆(22 )连接，第一气室固定板(28)上还开设有沉头孔(28b)，滑动导套连接螺钉(11-4)的螺纹端穿过沉头孔(28b)与固定端上的螺纹孔连接。
5.根据权利要求4所述的一种短光程气室调光装置，其特征在于，所述的升降端为滑动导柱(24)，滑动导柱(24)顶部与第一气室固定板(28)连接，滑动导柱(24)外部套设有滑动导套(23)，滑动导套(23)与基板(3)连接。
6.根据权利要求5所述的一种短光程气室调光装置，其特征在于，所述的第一气室固定板(28 )通过第二转动轴(33 )与转动连接块(31) —端连接，转动连接块(31)的另一端通过第一转动轴(32)与第二气室固定板(30)连接，第一气室固定板(28)与第二气室固定板(30)之间通过磁铁吸合。
7.根据权利要求1所述的一种短光程气室调光装置，其特征在于，所述的反光镜支撑部包括设置在基板(3)上的第一垫块(1-1)，第一垫块(1-1)上连接有第一可调固定板(2-1)，第一可调固定板(2-1)上连接有第一激光Q头调整架(5)，反射镜夹紧部(6)设置在第一激光Q头调整架(5)上。
8.根据权利要求7所述的一种短光程气室调光装置，其特征在于，所述的反射镜夹紧部(6)包括设置在第一激光Q头调整架(5)上的镜片固定块(34)，镜片固定块(34)上设置有第一伸出臂(34a)和第二伸出臂(34c )，第一伸出臂(34a)上开设有T形槽(34b )，第一伸出臂(34a)上套设有热缩套管(35)，手拧螺丝(36)穿过第二伸出臂(34c)将待固定的光学镜片(7a)卡设在T形槽(34b)内。
【文档编号】G01N21/01GK204154633SQ201420687728
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年11月15日 优先权日:2014年11月15日
【发明者】吴银伟, 胡学秋, 张春萍, 耿学明, 方军伟, 武治国, 周久 申请人:武汉新烽光电科技有限公司