便携式气体检测仪的制作方法

1.本实用新型涉及气体检测设备领域，特别涉及一种便携式气体检测仪。


背景技术：

2.近年来，大气污染越来越严重，人们对大气安全也更加看重，在此情形下，空气质量的检测就变得尤为重要，随着光电监测技术及光谱分析技术的发展和成熟，运用该原理的气体检测设备也层出不穷，现有技术中的气体检测设备一般包括qcl激光器、中红外激光探测器、回射镜和被测气体，依靠qcl激光器发出宽频谱中红外激光，激光穿刺需要被测的气体，不同气体会吸收相应频率的中红外激光，将吸收相应频率的中红外激光通过多组复杂的回射镜或其他方法让其进入中红外激光探测器中，进行信号处理分析，通过比对库里的物质样本，从而分析吸收光谱就可以检测出对应的各种物质。
3.但是，现有技术中不方便调节光路的角度，同时激光在气室装置当中的路径较短，对一些低浓度、低体量的气体检测时的灵敏度不佳。


技术实现要素：

4.本实用新型提出了一种便携式气体检测仪，解决了现有技术中便携式气体检测仪光路调整不便的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：一种便携式气体检测仪，包括：壳体；设于所述壳体内的基板；安装在所述基板一侧的激光器、气室装置和激光探测器，且所述气室装置包括进光口和出光口，所述激光器发出的激光从所述进光口进入到所述气室装置中，所述气室装置内包括相对设置在其长度方向两侧用于折射激光的第一反光镜和第二反光镜，经过折射的激光由所述出光口射入所述激光探测器。
6.进一步地，所述便携式气体检测仪还包括设于所述基板上的第一全反射镜和第二全反射镜，所述第一全反射镜设于所述气室装置的进光口处并与所述激光器相对，用于调整激光进入到所述气室装置的角度，所述第二全反射镜设于所述气室装置的出光口处并与所述激光探测器相对，用于调整激光进入到所述激光探测器的角度。
7.进一步地，所述激光探测器和第二全反射镜之间还设有分光镜组件。
8.进一步地，所述基板上开设有第一安装口，所述激光器相对于所述第一安装口设置，所述第一安装口的与所述激光器相对的一侧设有散热风扇。
9.进一步地，所述气室装置还设有进气口和排气口，所述基板上设有与所述排气口相对的过流口，所述便携式气体检测仪还包括：密封圈，垫设于所述排气口和过流口之间；排气导嘴，设置在基板的相对于所述气室装置的一侧，可拆卸地安装在所述过流口中；气管接头，其与所述排气导嘴相适配。
10.进一步地，所述壳体包括：分别安装在所述基板的板面两侧以将所述基板对夹封装的第一盖体和第二盖体，设置在所述基板端部的把手。
11.进一步地，所述第一盖体包括设置在所述基板一侧的第一边框，盖设在所述第一
边框与所述基板相对侧上的第一盖板；所述第二盖体包括设置在所述基板另一侧的第二边框，盖设在所述第二边框与所述基板相对侧上的第二盖板。
12.进一步地，所述便携式气体检测仪还包括安装在所述基板上的主控板、信号板、采集板和电源板。
13.进一步地，所述便携式气体检测仪还包括在所述激光器的光路上或光路外活动设置地自检片，且所述激光探测器与图库数据连接，所述图库中包含激光经过所述自检片的光谱图，设于光路中的自检片用于检测所述气体检测仪是否正常。
14.进一步地，所述便携式气体检测仪还包括拨片、驱动装置和限位组件，所述拨片的一端安装所述自检片，且所述拨片的另一端与所述驱动装置连接，所述驱动装置带动所述拨片转动，所述限位组件挡设在所述拨片转动方向的两侧以限制所述拨片的转动角度。
15.有益效果：与现有技术相比，本技术将激光器、气室装置和激光探测器统一安装在基板上，由激光器发出的激光进入到气室装置，激光在气室装置中进行折射，调整激光器的入射角即可调整激光从气室装置中射出的激光角度，节省了现有技术中复杂的回射镜组件，使得光路组件整合度高，减少了调整的难度，减少光路器件，降低了成本；同时气室装置的设置延长了激光经过气室装置的路径，对一些低浓度、低体量的气体检测时的灵敏度得到显著提升。
附图说明
16.图1为本实用新型中在第一盖体视角的便携式气体检测仪的结构图。
17.图2为附图1省略第一盖体视角的便携式气体检测仪的内部结构图。
18.图3为本实用新型中在第二盖体视角的便携式气体检测仪的结构图。
19.图4为附图3省略第二盖体视角的便携式气体检测仪的内部结构图。
20.图5为本实用新型中便携式气体检测仪的爆炸结构图。
21.图6为本实用新型中气室装置的立体图。
22.图7为本实用新型中气室装置另一视角的立体结构示意图。
23.图8为本实用新型中气室装置的爆炸结构示意图。
24.图9为本实用新型中气室装置的剖面结构图。
25.其中，本实用新型中的主要附图标记为：
26.10、壳体；101、第一盖体；1011、第一边框；1012、第一盖板；1013、第一底板；1014、第一腔体；102、第二盖体；1021、第二边框；1022、第二盖板；1023、第二底板；1024、第二腔体；103、把手；104、出风口；105、进风口；106、散热孔；20、基板；201、第一安装口；202、第二安装口；203、过流通道；301、主控板；302、信号板；303、采集板；304、电源板；401、自检片；402、固定块；403、拨片；404、驱动装置；405、限位组件；50、激光器；100、气室装置；60、激光探测器；70、散热风扇；501、第一全反射镜；502、第二全反射镜；503、分光镜组件；80、密封圈；801、排气导嘴；1、密封盖；2、第一反光镜；3、第二反光镜；4、硒化锌透镜窗口片；5、气室主体；51、气室腔体；52、进光口；53、出光口；54、进气口；55、开口；56、第一侧壁；57、第二侧壁；58、第四侧壁；59、排气口；6、第二固定板；7、第一气管接头；71、第一软管；8、第二气管接头；81、第二软管；9、安装支架；91、风控装置；92、第一固定板。
具体实施方式
27.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
28.本实用新型提供了一种便携式气体检测仪，如附图1至5所示，该便携式气体检测仪主要组成结构包括有壳体10、基板20，还包括安装在基板20上的光路组件、自检组件和电路控制组件，下面对便携式气体检测仪进行详述。
29.结合附图5所示，基板20主要为一块矩形的板体结构，其设置在壳体10的中部，在基板20的两侧安装光路组件、自检组件和电路控制组件；壳体10主要由两部分组成，分别为第一盖体101和第二盖体102，第一盖体101和第二盖体102相对设置上，并且第一盖体101和第二盖体102相对侧均具有开口55，基板20设置在第一盖体101和第二盖体102之间，由第一盖体101和第二盖体102将基板20夹在中部，且第一盖体101和第二盖体102各自形成一个能够容纳各部件的腔体，这样两个盖体便可以将基板20上的各个功能组件(光路组件、自检组件和电路控制组件)封装保护，把手103与基板20之间通过螺钉固定，这样的结构设计极大的提升了气体检测仪的安装便捷性，便于对检测仪内部的部件进行拆装更换，同时在基板20的上端部设置有一个把手103，便于携带。
30.更具体地，第一盖体101包括第一边框1011和第一盖板1012，第一边框1011设置为一个矩形的框体结构，其尺寸大小与基板20的尺寸大小保持一致，需要保证尺寸大小一致的主要参数包括长和宽，这样能够保证检测仪外部尺寸的平整，第一边框1011和基板20之间通过若干个螺钉相固定在一起；第一盖板1012与第一边框1011之间设置为可拆卸的安装方式，第一盖板1012为一块板体，当将第一边框1011安装在基板20上之后，再将第一盖板1012通过螺钉安装在第一边框1011上即可，在第一边框1011上设有开关、接口(电源接口、信号接口等)，以便于光路组件、自检组件和电路控制组件等与外部进行数据传输等工作。
31.在一个实施例中，第一边框1011为拼接设置，其是由两部分组成，分别为一块设置在检测仪最底部的第一底板1013，以及与该第一底板1013组合成框的倒“凹”字形框架，这样设置的目的是便于在第一底板1013上安装固定自检组件，自检组件同时固定在第一底板1013和基板20上，稳定的固定在检测仪内部。
32.更具体地，第二盖体102包括第二边框1021和第二盖板1022，第二边框1021和基板20之间通过若干个螺钉相固定在一起，第二边框1021设置为一个矩形的框体结构，其尺寸大小与基板20的尺寸大小保持一致，需要保证尺寸大小一致的主要参数包括长和宽，这样能够保证检测仪外部尺寸的平整；第二盖板1022与第二边框1021支架通过若干个螺钉固定在一起，在本实施例中也可以将开关、接口(电源接口、信号接口等)设置在第二边框1021上。
33.同理，在一个实施例中，也可以将第二边框1021设置为拼接结构，即将第二边框1021也拆分成两部分，一部分为位于检测仪最低端的第二边底板，另一部分则是同样呈倒“凹”字形的框架结构。
34.光路组件安装在基板20的一侧上，其主要包括激光器50、气室装置100和激光探测
器60；其中，激光器50包括了一块固定板和安装在固定板上的发射头，基板20上开设有一个第一安装口201，激光器50的固定板对准该第一安装口201，将固定板与第一安装口201周边通过螺钉相固定在一起，发射头则位于固定板与第一安装口201相对的一侧上，而在固定板与第一安装口201相对的一侧上还设有一个散热风扇70，散热风扇70位于该第一安装口201中，用于对激光器50进行散热；气室装置100安装在基板20的激光器50一侧，气室装置100具有长度，在常规状态下，气室装置100水平放置，在气室装置100的长度方向一侧设有进光口52和出光口53，激光探测器60与气室装置100的出光口53相对，激光器50射出的激光从进光口52进入到气室装置100中，激光在气室装置100中发生多次折射，折射后的激光从出光口53进入到激光探测器60，激光探测器60对激光进行分析，得到一个相应的图谱，通过比对得到的图谱和图库中的图谱，即可确定气室中所含有的物质。
35.本技术将激光器50、气室装置100和激光探测器60统一安装在基板20上，由激光器50发出的激光进入到气室装置100，激光在气室装置100中进行折射，调整激光器50的入射角即可调整激光从气室装置100中射出的激光角度，节省了现有技术中复杂的回射镜组件，使得光路组件整合度高，减少了调整的难度，减少光路器件，降低了成本；同时气室装置100的设置延长了激光经过气室装置100的路径，对一些低浓度、低体量的气体检测时的灵敏度得到显著提升。
36.具体地，如图6至9所示，该气室装置，包括气室主体5，气室主体5内部开设有气室腔体51，气室主体5上设置有可调节风速且用于采集气体的风控装置91，风控装置91的进风口与气室腔体51导通、排气口与气室主体5的外部环境导通，气室主体5上开设有与气室腔体51导通的进气口54。气室主体5在靠近两端的位置分别开设有用于导入入射光的进光口52和导出反射光的出光口53，且进光口52和出光口53分别设置于气室主体5上相对的两侧壁，气室腔体51内部安装有相对设置的第一反光镜2和第二反光镜3。
37.当本实用新型运用于量子级联激光器进行气体检测时，利用进气口54对接所需检测的气体，利用风控装置91将待检测气体抽取进入气室腔体51并从其自身的排气口导出，让气室腔体51充满待检测的气体，再将量子级联激光的光束从进光口52导入，量子级联激光的光束穿透待检测气体以及经第一反光镜2和第二反光镜3反射后从出光口53反射出，如图4所示，利用采集从出光口53反射出的光束并进行处理，即可获取所检测气体的颗粒的密度、检测气体的污染程度等。
38.且本实用新型将风控装置91、进气口54、第一反光镜2、第二反光镜3、进光口52和出光口53和气室腔体51集成一体，可便于用户使用。且利用可调节风速的风控装置91，可让待测气体的流速可控，配合时间的长短，可对取样气体的多少进行限定。还有，利用风控装置91，可将残留在气室腔体51、以及第一反光镜2、第二反光镜3上的粉尘利用气流排出，以起到清洁的作用，提高量子级联激光器测量的精度，且解决现有量子级联激光气体检气室对取样气体的多少、流速无法控制以及没有清洁功能的问题。另外，通过改变量子级联激光的光束从进光口52的入射角度，即可改变光束的路径长度。因同体积被测气体光路越长光信号越强，测试结果灵敏度越高，以此，用户可根据精度的需求调节光速的入射角度，方便用户使用。
39.具体的，在一实施例中，进光口52和出光口53上均安装有硒化锌透镜窗口片4。
40.在一实施例中，为便于硒化锌透镜窗口片4的安装，进光口52和出光口53均为沉
孔。
41.在一实施例中，为便于第一反光镜2和第二反光镜3的安装，气室主体5的两端均开设有与气室腔体51导通的开口55，其中，一开口55处设置有密封盖1，风控装置91设置于另一开口55处。
42.且为便于风控装置91的安装，在一实施例中，气室装置还包括设置于气室主体5一端的安装支架9，风控装置91设置于安装支架9上，即安装支架9位于风控装置91与气室主体5之间。
43.在一实施例中，气室主体5包括：两相对设置的第一侧壁56和第三侧壁(图中未出示)，以及两相对设置且的第二侧壁57和第四侧壁58。出光口53位于第二侧壁57上，且靠近风控装置91设置。进光口52位于第四侧壁58上，且靠近密封盖1设置。第一反光镜2设置于第二侧壁57上，第二反光镜3设置于第四侧壁58上。此结构设计，可有效的利用空间，让光速从进光口52入射后，经反射镜反射可从出光口53射出，并可让光速的路径更长，以便提高灵敏度。
44.在一实施例中，为更好的让待测气体充满整个气室腔体51，风控装置91为变速风机，进气口54位于第一侧壁56上，且靠近密封盖1的一端设置。
45.因在检测有毒有害气体时，需要在密封的试剂瓶中进行，为此，为了让本实用新型可适用于检测有毒有害气体，在一实施例中，进气口54上设置有第一气管接头7，第一气管接头7上连接有第一软管71。风控装置91的排气口处设置有第一固定板92，第一固定板92上设置有与风控装置91的排气口导通的第二气管接头8，第二气管接头8上连接有第二软管81。通过第一软管71和第二软管81对接试剂瓶，形成密封结构，以实现检测有毒有害气体。
46.具体地，在一实施例中，为连接第一软管71和第二软管81的安装，第一气管接头7和第二气管接头8均为自锁式气管接头。且为了减少本实用新型的组装步骤，第一固定板92与安装支架9为一整体。
47.继续参阅图5所示，气室装置100的排气口59与基板20正相对，在基板20上设有过流口，过流口对准气室装置100的排气口59，与此同时，气室装置100的进气口54设置在气室装置100的与排气口59相对的另一侧上，进气口54和排气口59与壳体10外部的气源连通，保持气室装置100中待测气体的稳定供给；在排气口59和过流口之间还垫设有一个密封圈80，用于保证排气口59和过流口之间的密封性，在基板20的相对于气室装置100的一侧上还设有一个排气导嘴801，排气导嘴801通过螺纹连接可拆卸地安装在过流口中，在排气导嘴801上还安装有上述第二气管接头88，第二气管接头88与排气导嘴801相适配，第二气管接头88与管路连接，第二软管8181通过自第二气管接头88和排气导嘴801之间快速安装，其中自锁式快速接头采用现有技术中常见的结构设计，现有技术中的自锁式快速接头或其他相似结构均可使用，这里不做赘述。
48.进一步地，便携式气体检测仪还包括第一全反射镜501和第二全反射镜502，第一全反射镜501与激光器50相对设置，且设置在气室装置100的进光口52处，第一全反射镜501用于将激光器50发射的激光折射到进光口52中，只需要调整第一全反射镜501的角度即可控制激光进入到气室装置100中的角度；第二全反射镜502设于气室装置100的出光口53处并与激光探测器60相对，只需要通过调整第二全反射镜502的角度即可调整激光进入到激光探测器60的角度。
49.另外，在激光探测器60和第二全反射镜502之间还设有分光镜组件503，分光镜组件503将激光分散，便于激光探测器60进行分析和检测。
50.电路控制组件包括有主控板301、信号板302、采集板303和电源板304，主控板301、信号板302、采集板303和电源板304均安装固定在基板20上，采集板303用于采集激光探测器60发出的光信号，并将采集到的信号传输到信号板302，信号板302分析处理该信号，是将处理好的数据传送给主控板301，主控板301有底层算法和图库，来分析比对出具体是什么物质，电源板304则用于电源转换，提供稳定的电压。
51.其中，自检组件包括自检片401，自检片401在激光器50的光路上或光路外活动设置，自检片401采用标准的聚笨乙烯ps材质，当激光探测器60接收到穿过此类材质的激光后，会产生特定的标准光谱图，通过与图库中的聚苯乙烯ps的标准谱图进行比对，如果最终判定激光穿过的光路中含有聚笨乙烯ps，则气体检测仪运转正常，可以开始检测。
52.进一步地，自检组件还包括有固定块402、拨片403、驱动装置404和限位组件405，自检片401安装在拨片403的一端，而拨片403的另一端则固定在驱动装置404上，由驱动装置404带动该拨片403进行转动，驱动装置404安装在固定块402上，固定块402通过螺钉与基板20和壳体10固定在一起，限位组件405包括两个限位柱，两个限位柱固定在拨片403相反的转动方向的两侧，两个限位柱之间具有一定空间，使得拨片403只能在两个限位柱之间进行转动，通过驱动装置404带动拨片403转动，使得拨片403上的自检片401转动到激光器50的发射端上，进而位于激光器50的光路中，当自检片401位于光路中的时候用于进行检测仪的自检，当检测仪正常运转时，自检片401由拨片403转动到光路外。
53.优选地，本实施例中的驱动装置404为螺线管；在其他实施例中，驱动装置404也可以是电动马达等装置。
54.进一步地，结合附图1至5所示，气体检测仪中主要的发热部件包括了光路组件中激光器50以及电路控制组件，本技术中将基板20设置在壳体10的最中部，将激光器50和电路控制组件安装在基板20的两侧，激光器50和电路控制组件则均位于第一腔体1014和第二腔体1024中，散热风扇70与基板20之间通过螺钉可拆卸连接，基板20上设有第一安装口201，激光器50安装在第一安装口201的一侧，而散热风扇70则相对应的安装在第一安装口201的另一侧，散热风扇70与激光器50相对，在壳体10上设置了与该散热风扇70相对的进风口105，并且在壳体10上还开设了与各个电路控制组件相对应的出风口104，这样散热风扇70便能够为壳体10内部进行循环送风，冷风从进风口105进去，并扩散在第一腔体1014和第二腔体1024，带走激光器50以及各电路控制组件的热量，最后从出风口104排出，从而达到为气体检测仪整机散热的目的；并且在基板20的两侧各设置一个腔体，使得激光器50和电路控制组件发出的热量可以分别从基板20的两侧排出，增加了整机的散热面积，并且避免了在检测仪的一侧设置过多出风口104而影响壳体10的结构强度。
55.其中，在本实施例中，散热风扇70、电源板304、采集板303和信号板302设于第二腔体1024中，主控板301和激光器50设于第一腔体1014中，激光器50对应安装在第一安装口201的一侧，而散热风扇70在为检测仪引入冷风的同时，可以直接对激光器50进行散热；并且，在基板20的第一安装口201的上方还设有一个第二安装口202，第二安装口202则用于安装主控板301，且第二安装口202在安装了主控板301之后，第二安装口202上还预留一个过流通道203，过流通道203连通基板20两侧的第一腔体1014和第二腔体1024，便于冷风的扩
散，散热风扇70对应第二盖体102上的进风口105，主控板301在第一盖体101上对应了一个出风口104，电源板304、采集板303和信号板302均在第二盖体102上设置了对应的出风口104，这样便可以对检测仪内部的各个发热器件进行均匀的散热，提升检测仪的散热效果。
56.需要补充说明的是，在主控板301的一侧还具有多个均匀布置的散热翅片，提升主控板301的散热效率，在本实施例中的散热翅片设于第一腔体1014中，避免第二腔体1024中的热量过于集中。
57.进一步地，在第一盖体101和/或第二盖体102的平行于基板20的侧部还开设有散热孔106，在本实施例中的散热孔106位于第一盖体101的侧边，散热孔106靠近散热风扇70设置，便于气流流通。
58.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。