一种玻璃真空度测量装置的制作方法

本实用新型属于测量设备技术领域，具体涉及一种玻璃真空度测量装置。

背景技术：

真空玻璃是一种内部具有较高真空度的双层玻璃，由于其具有降噪、隔热、通光的优点，被广泛应用于建筑行业。真空玻璃的性能主要由内部真空度决定，因此需要在生产过程中对内部的真空度进行检测以保证产品合格。另外，真空玻璃在运输及使用过程中有可能因为各种因素导致漏气，这也同样需要对真空玻璃内部的真空度进行监测。

目前国内外对真空玻璃压强的测量方法主要有：电容薄膜真空规测量法、光弹法以及动态法，这些方法目前只能在实验室内进行定性或定量的测量，且测量麻烦。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术存在的上述问题，提供一种玻璃真空度测量装置，本实用新型所要解决的技术问题是：如何更方便、高效率测量玻璃真空度。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

一种玻璃真空度测量装置，所述玻璃为真空玻璃，所述测量装置包括调制器、激光器、探测器和解调器，其特征在于，所述测量装置还包括第一高反射膜、第二高反射膜、第一斜三棱镜和第二斜三棱镜，所述第一高反射膜和第二高反射膜分别位于所述真空玻璃的上表面和下表面，所述第一斜三棱镜和第二斜三棱镜分别位于所述真空玻璃的两侧。

其工作原理是：激光器发出激光，激光通过调制器调制后，通过第一斜三棱镜反射，将水平方向传播的激光转为斜向上方向传播的激光，激光在真空玻璃内部经过第一高反射膜反射至第二高反射膜，经多次第一高反射膜和第二高反射膜反射后，最后经第二斜三棱镜反射后激光沿水平方向传播出真空玻璃，探测器接收到反射出来的激光，通过解调器解调后输出信号，本装置只需要通过分析输出的信号即可测量真空玻璃的真空度，操作简单方便，使用本装置测量时，只需要调整激光入射角度即可以进行测量，大大提高了测量效率。

在上述的一种玻璃真空度测量装置中，所述第一高反射膜和第二高反射膜相对设置且二者相平行。

在上述的一种玻璃真空度测量装置中，所述第一斜三棱镜的底面和第二斜三棱镜的底面均为平面且二者位于同一水平面上。

在上述的一种玻璃真空度测量装置中，真空玻璃的内部还设置有支撑物，所述支撑物错开分布。该结构中，支撑物能够有效防止真空玻璃发生滑动；支撑物错开分布，能够避免检测时遮挡激光，造成误差。

在上述的一种玻璃真空度测量装置中，所述探测器为硅基探测器，型号为：thorlabs PDA10A。

在上述的一种玻璃真空度测量装置中，具体测量方法是：对于一束与气体某一谱线频率相同的光穿过气体时，气体将吸收激光。假设光强远小于气体分子谱线的饱和光强，则入射的光强Iin以及透射光强Iout满足Beer-Lambert关系：

其中n为真空玻璃内部的粒子数体密度，L为激光在真空玻璃内部传播的距离，σ0为气体的共振散射截面。

设真空玻璃的内部压强为P，气体的温度为T，则由理想气体状态方程可得：

P＝nkT

其中k玻尔兹曼常数。结合以上两式可得气体压强与入射以及透射光强的关系为：

P＝RTln(Iout/Iin)/(Lσ0NA)

由于气体温度以及传播距离长度均可事先测得，并且其中的物理学常量均为已知，故通过测量入射光强以及出射光强的比值即可求得真空玻璃内的气体压强，即真空度。

不同的气体分子有不一样的吸收谱线，所以单一频率的激光一般只会被某一成分的气体吸收，所以选择不同的激光频率可以测量出不同气体对应的压强。假如玻璃气室内存在多种气体，则可以在气体中选取多组独立谱线，独立谱线指该谱线对应的激光仅能被其中一种气体强烈吸收而几乎不被其他气体吸收，测量出每种气体成分的压强Pi，利用道尔顿理想气体分压定理可得混合气体压强为：

与现有技术相比，本发明的优点如下：

激光器发出激光，激光通过调制器调制后，通过第一斜三棱镜反射，将水平方向传播的激光转为斜向上方向传播的激光，激光在真空玻璃内部经过第一高反射膜反射至第二高反射膜，经多次第一高反射膜和第二高反射膜反射后，最后经第二斜三棱镜反射后激光沿水平方向传播出真空玻璃，探测器接收到反射出来的激光，通过解调器解调后输出信号，本装置只需要通过分析输出的信号即可测量真空玻璃的真空度，操作简单方便，使用本装置测量时，只需要调整激光入射角度即可以进行测量，大大提高了测量效率。

附图说明

图1是本测量装置的结构示意图。

图2是本测量装置的工作原理框图。

图3是图1的平面视图。

图中，1、调制器；2、激光器；3、探测器；4、解调器；5、真空玻璃；6第一斜三棱镜；7、第二斜三棱镜；8、第一高反射膜；9、第二高反射膜；10、支撑物。

具体实施方式

为以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和3所示，本测量装置玻璃为真空玻璃5，测量装置包括调制器1、激光器2、探测器3和解调器4，测量装置还包括第一高反射膜8、第二高反射膜9、第一斜三棱镜6和第二斜三棱镜7，第一高反射膜8和第二高反射膜9位于真空玻璃5的上表面和下表面，第一斜三棱镜6和第二斜三棱镜7位于真空玻璃5的两侧。

如图2所示，测量时，激光器2发出激光，激光通过调制器1调制后，通过第一斜三棱镜6反射，将水平方向传播的激光转为斜向上方向传播的激光，激光在真空玻璃5内部经过第一高反射膜8反射至第二高反射膜9，经多次第一高反射膜8和第二高反射膜9反射后，最后经第二斜三棱镜7反射后激光沿水平方向传播出真空玻璃5，探测器3接收到反射出来的激光，通过解调器4解调后输出信号，本装置只需要通过分析输出的信号即可测量真空玻璃5的真空度，操作简单方便，使用本装置测量时，只需要调整激光入射角度即可以进行测量，大大提高了测量效率。

如图1所示，本实施例中，第一高反射膜8和第二高反射膜9相对设置且二者相平行。

如图1所示，本实施例中，第一斜三棱镜6的底面和第二斜三棱镜7的底面均为平面且二者位于同一水平面上。

如图3所示，本实施例中，真空玻璃5的内部还设置有支撑物10，支撑物10错开分布。该结构中，支撑物10能够有效防止真空玻璃5发生滑动；支撑物10错开分布，能够避免检测时遮挡激光，造成误差。

如图2所示，本实施例中，所述探测器4为硅基探测器，型号为：thorlabs PDA10A。

具体地，如图1-3所示，激光器2的频率调至水分子的吸收波段，然后从零开始增大激光光强，直到探测器4刚好能探测到光强信号，测量出系统光学元件对光的散射以及吸收量Ib。

扫描激光器2的频率，测出偏离谱线较远处的光强INR以及吸收最强处的光强IR，则水分子对应的气体压强为：

PH2O＝RTln((INR-Ib)/(IR-Ib))/(Lσ0NA)

改变激光的频率至一氧化碳和二氧化碳的吸收波长，测出一氧化碳和二氧化碳的压强为PCO和PCO2，则真空玻璃内部真空度可计算为：

P≈PH2O+PCO+PCO2

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。