用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光腔衰荡光谱技术领域中的测试腔，具体涉及一种用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔。
【背景技术】
[0002]光腔衰荡光谱技术(以下简称CRDS技术)是一种高灵敏的吸收光谱技术，常常用作痕量气体检测以及镜片反射率测量。
[0003]CRDS技术的历史起源于1961年，当时Jackson通过通过改进法布里-珀罗腔增加了测量精度。1973年，Kastler测量到一束脉冲光进入法布里-珀罗腔后，由于镜面的反射损耗，在腔后检测到随指数衰减的信号。1980年，随着镀膜技术的革新，镜面反射率不断的提高，传统技术已经很难达到反射率测量的要求，Herbelin使用光学腔相移技术精确地得到了镜面反射率。1984年，Anderson首次提出使用腔衰荡技术测量镜面反射率。到了 1988年，O，Keef e和Deacon首次提出了 CRDS技术，并用脉冲激光器测量了02在630nm处得吸收线，但是由于脉冲激光器线宽宽，频率稳定度差，测量得到的分辨率很低。1996年D.Roman ini提出基于连续激光器的CRDS技术，基于连续激光器的高重复率、高稳定度和低噪声，大大提高了检测灵敏度。
[0004]根据朗伯比尔定律，当一束强度为1的光穿过气体吸收介质时，强度会由于介质的吸收而衰减，检测到的透射光强度将减小，而且光程越大，强度减小越明显。吸收光谱技术就是通过比较初始光强以及透射光强的变化关系从而反演出吸收介质的浓度。光腔衰荡光谱技术通过使用两片高反镜作为光学腔，将吸收光程大大增加，从而增加了探测灵敏度，光进入光学腔后在两个高反镜之间来回反射，每一次反射都会由于吸收介质的吸收而衰减，腔后的透射光将呈现指数衰减的形式，通过测量透射光强的衰减时间得到腔内的吸收介质浓度。从以上过程可以看出，不同于其他光谱技术，光腔衰荡光谱技术测量的是光强的时间特性，而不是强度特性，所以光强度的起伏对于测量并没有影响，从而对激光光源稳定性的依赖有所减小。
[0005]腔长在光腔衰荡光谱技术中具有重要作用，在设计阶段需要通过调整腔长以确定适合于特定被测气体的腔长值。现有技术中大多采用固定长度的测试腔，设计完成后，针对于固定长度的测试腔其被测气体的种类以及测量的动态范围都会受到选定的腔长的限制，无法灵活的扩展，而能够调节腔长的测试腔也存在很多不足之处，尤其是其密封性能达不到使用要求，往往造成使用效果的不足。
[0006]由于上述原因，本发明人对现有的测试腔技术做了深入研究，以便设计出能够解决上述问题的测试腔。
【发明内容】
[0007]为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种腔内长度可调节的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔，通过精确的测量和反馈，以及精确的进给制动系统，实现测试腔所包含的内腔管和外腔管之间精确的相对位移，从而实现腔体的内部长度调节，从而完成本发明。
[0008]具体来说，本发明的目的在于提供以下方面:
[0009](I) —种用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔，其特征在于，该测试腔包括能够相对滑动的内腔管I和外腔管2。
[0010](2)根据上述(I)所述的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔，其特征在于，所述内腔管I和外腔管2之间保持密封。
[0011](3)根据上述(I)所述的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔，其特征在于，在所述内腔管I和/或外腔管2上开设有进气口和/或出气口。
[0012](4)根据上述(I)所述的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔，其特征在于，在内腔管I和/或外腔管2内设置有用于光腔衰荡光谱技术的光学元件。
[0013](5)根据上述(I)所述的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔，其特征在于，在所述内腔管I和/或外腔管2外部还设置有用于控制、测量所述内腔管I和/或外腔管2运动的控制组件。
[0014](6)根据上述(5)所述的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔，其特征在于，所述控制组件包括执行机构4、驱动单元5、测量单元6、和控制单元7。
[0015](7)根据上述(1)-(6)之一所述的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔，其特征在于，在所述内腔管I和外腔管2之间设置有密封单元3。
[0016](8)根据上述(7)所述的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔，其特征在于，所述密封单元3包括第一密封圈31和第二密封圈32，所述第一密封圈31和第二密封圈32都呈环状，其截面都为一端开口的U型；
[0017]优选地，在第一密封圈31上靠近所述内腔管I或外腔管2的外壁上设置有梯形凹槽33，在第二密封圈32上靠近所述内腔管I或外腔管2的外壁上设置有梯形凹槽33。
[0018](9)根据上述(8)所述的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔，其特征在于，在第一密封圈31和第二密封圈32的开口端内都嵌入有用于向外撑大所述U型开口的支撑部件；
[0019]优选地，在第一密封圈31的开口端内嵌入的支撑部件为凸型压紧环34，在第二密封圈32的开口端内嵌入的支撑部件为V型弹簧35。
[0020](10)根据上述(7)-(9)之一所述的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔，其特征在于，所述密封单元3安装在内腔管I和/或外腔管2上；
[0021]优选地，所述密封单元有一个或两个或多个；
[0022]更优选地，在所述内腔管I和/或外腔管2上开设有用于容纳所述密封单元的环形槽。
[0023]本发明所具有的有益效果包括:
[0024](I)根据本发明提供的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔具有控制组件，通过控制组件带动内腔管或外腔管，使得测试腔的腔长可以灵活调节，根据测试的需要增加和缩短腔长。
[0025](2)根据本发明提供的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔通过调节测试腔的腔长，使得单一测试腔适用于不同种类气体浓度的测量。
[0026](3)根据本发明提供的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔通过调节测试腔的腔长，增加了测量的动态范围。
【附图说明】
[0027]图1示出根据本发明一种优选实施方式的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔结构示意图；
[0028]图2示出根据本发明另种优选实施方式的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔结构示意图
[0029]图3示出根据本发明另种优选实施方式的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔的密封单元结构示意图
[0030]图4示出根据本发明又种优选实施方式的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔结构示意图
[0031]图5示出根据本发明一种优选实施方式的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔的具体结构示意图。
[0032]附图标号说明:
[0033]1-内腔管
[0034]2-外腔管
[0035]3-密封单元
[0036]31-第一密封圈
[0037]32-第二密封圈
[0038]33-梯形凹槽
[0039]34-凸型压紧环
[0040]35-V 型弹簧[0041 ] 4-执行机构
[0042]5-驱动单元
[0043]6-测量单元
[0044]7-控制单元
[0045]8-传动块
[0046]9-腔镜
[0047]10-压电陶瓷
[0048]11-殷钢柱套
【具体实施方式】
[0049]下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0050]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0051]根据本发明提供的用于光腔衰荡光谱技术的连续可调长度测试腔，如图1中所示，该测试腔包括能够相对滑动的内腔管I和外腔管2，所述内腔管I和外腔管2内部都具有足够的预定空间，以便于放置其他部件，作为优选的实施方式，内腔管I和外腔管2的外形近似，大小略有不同，内腔管一端嵌入到外腔管中，二者可以相互滑动，达到长度可调的效果。优选地，所述内腔管I和外腔管2都采用具有低热胀系数的殷钢材料制备，在内腔管I和外腔管2的端面上设计置有中空的殷钢柱套11，其中优选地，在外腔管2的殷钢柱套上镶有压电陶瓷10，用于腔镜的微调。
[0052]在一个优选的实施方式中，所述内腔管和外腔管之间保持密封，优选地，在内腔管和外腔管之间设置有密封单元3，以实现内腔管和外腔管之间的密封，另外，