一种自校准气室及光纤气体传感器检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自校准气室及光纤气体传感器检测系统。
【背景技术】
[0002]光纤气体传感技术是一项具有广阔发展前景的新型技术，光纤传感器具有能耗小、传输远、信号稳定、不受电磁场干扰等特点，能够在高温、高压、低温、强腐蚀恶劣环境下工作，具有传统传感技术不可比拟的优点，目前已开始应用在工业气体监测、实验室气体检测和煤炭开采甲烷气体监测等领域。自校准气室是光纤传感器系统监测的核心部件，它直接关系到系统监测数据的准确性和可靠性。
[0003]现有技术中的自校准气室如申请号为200710093038.8、授权公告号为CN101441173 B的中国专利公开的校准气室，包括金属圆筒形式的外壳，外壳的两端开口分别设有光学窗口和反射镜，光纤准直器安装在光学窗口上外壳的外周面上还设有开孔，开孔上焊接一个压力膜盒，外壳和压力膜盒一起形成一个密封的气体容纳腔，气体容纳腔内充满100%的常压被测气体作为标准气体。当外界气压改变的时候，压力膜盒可以变形以平衡内外气压，使校准气室的内部气压始终和待测气体容器被测气体气压保持平衡。使用时，光经光纤准直器从光学窗口入射，经过标准气体后被反射镜反射回来，再次经过标准气体，然后由光学窗口输出。上述气体传感器检测系统中的自校准气室采用反射光路，为了保证光路准确，制造精度要求很高，对使用环境要求也较高，并且容易损坏、不易维护，制造、使用成本高，同时，光学窗口容易对管路产生干涉，影响检测结果的准确性。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种易于制造和维护的自校准气室，同时，本实用新型还提供了一种使用该自校准气室的光纤气体传感器系统。
[0005]本实用新型中一种自校准气室采用的技术方案是:一种自校准气室，包括设有气体容纳腔的壳体，所述壳体内设有用于同时支撑成对设置的光纤准直器的准直器支撑座，所述准直器支撑座上设有供成对设置的两光纤准直器分别固定并相互对正的准直器安装结构。
[0006]所述壳体为筒体，筒体轴向两端的开口处设有端盖，所述准直器支撑座悬伸固定在其中一只端盖上。
[0007]固定有准直器支撑座的所述端盖上设有支撑平台，所述准直器支撑座的对应端固定在所述支撑平台上。
[0008]所述准直器安装结构为V形支撑面，两所述V形支撑面之间设有凹槽。
[0009]所述壳体的外周面上设有供气体进入的进气接头和供气体排出的出气接头。
[0010]两所述端盖的外侧面上分别设有沉孔，所述沉孔的底壁上设有供光纤穿过的光纤穿孔，对应的光纤穿过所述光纤穿孔并通过灌注在沉孔中的胶液密封。
[0011]本实用新型中光纤气体传感器检测系统采用的技术方案是:光纤气体传感器检测系统，包括自校准气室，所述自校准气室包括设有气体容纳腔的壳体，所述壳体内设有用于同时支撑成对设置的光纤准直器的准直器支撑座，所述准直器支撑座上设有供成对设置的两光纤准直器分别固定并相互对正的准直器安装结构。
[0012]所述壳体为筒体，筒体轴向两端的开口处设有端盖，所述准直器支撑座悬伸固定在其中一只端盖上。
[0013]所述准直器安装结构为V形支撑面，两所述V形支撑面之间设有凹槽。
[0014]所述壳体的外周面上设有供气体进入的进气接头和供气体排出的出气接头。
[0015]本实用新型采用上述技术方案，自校准气室包括设有气体容纳腔的壳体，所述壳体内设有用于同时支撑成对设置的光纤准直器的准直器支撑座，所述准直器支撑座上设有供成对设置的两光纤准直器分别固定并相互对正的准直器安装结构，制造时，只要保证对准直器支撑座上准直器安装结构的加工精度即可为成对光纤准直器的对正提供良好的基础，便于制造、组装，并且两只光纤准直器同时设置在准直器支撑座上容易保证相对位置，也便于进行维护。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型中一种自校准气室的一个实施例的立体图；
[0017]图2是图1中自校准气室的主视图；
[0018]图3是图2的剖视图。
[0019]图中各附图标记对应的名称为:1-壳体，2_固定端盖，3_密封端盖，4_0形密封圈，5-进气接头，6-出气接头，7-支撑平台，8-准直器支撑座，9-光纤，10-光纤准直器，I1-V形槽，12-凹槽，13-螺钉，14-沉孔，15-止旋卡槽。
【具体实施方式】
[0020]本实用新型中一种自校准气室的一个实施例如图1~图3所示，包括筒状的壳体1、分别设置在壳体I轴向两端的开口处的固定端盖2和密封端盖3，壳体I的外周面上设有间隔布置的进气接头5和出气接头6，壳体I内设有用于同时支撑成对设置的光纤准直器10的准直器支撑座8。
[0021]壳体I的两端分别设有内螺纹，固定端盖2和密封端盖3上均设有外螺纹并通过外螺纹旋装在壳体I上。为保证密封效果，固定端盖2和密封端盖3与壳体I之间分别设有对应的O形密封圈4。为了便于固定端盖2和密封端盖3的安装，壳体I中部的外周面上设有底面为平面的止旋卡槽15，便于使用相应的工具进行装夹。
[0022]准直器支撑座8的两端设有V形槽11，形成V形支撑面，对应的光纤准直器10能够支撑在V形槽11的槽壁上实现定位，V形槽11构成准直器安装结构。采用V形槽11对光纤准直器10进行支撑能够实现自动对中，提高安装精度。两光纤准直器10的端面之间的距离为气体吸收光程L，可在安装时根据使用情况进行调整。两V形支撑面之间设有凹槽12，能够避免对光路造成影响，并可以减轻整体重量。固定端盖2的内端设有支撑平台7，支撑平台7上设有螺纹孔，准直器支撑座8的对应端通过四颗螺钉13固定在支撑平台7上，固定端盖2旋装到壳体I上以后，准直器支撑座8能够悬伸设置在壳体I内。
[0023]固定端盖2和密封端盖3的外侧面上分别设有沉孔14，沉孔14的底壁上设有供光纤9穿过的光纤穿孔，连接在两光纤准直器10上的光纤9穿过所述光纤穿孔而引出，并通过灌注在沉孔14中的胶液实现密封，密封效果好，易于实现。
[0024]进气接头5和出气接头6对应于两V形槽之间的位置设置，用于构成气体检测通道，气体采集完毕后将进气接头5和出气接头6密封，使气体保存在气体容纳腔中。
[0025]上述自校准气室的设计原理如下:激光光源汇聚后进入光纤9，通过光纤9和光纤准直器10传输进入气体容纳腔，光穿过气体容纳腔时经被测气体吸收，传出后由光纤9传输进行分析，由传感器将光信号转换为电信号。根据Beer—Lambert定律，通过吸光度和下式推算出监测气体浓度:
[0026]1=Ii e_LCK
[0027]式中:Ii为输入光强；1为输出光强；C为气体浓度；L表不光福射经过吸收气体的路程；K表示待测吸收系数；LCK为吸光度。
[0028]使用时，先分别对不同组分的标准浓度气体进行标定，确定各组分气体在系统中的吸收系数K，再根据总吸光度等于各组分吸光度之和，从而实现对气体浓度的分析和监测。
[0029]上述壳体1、固定端盖2、密封端盖3、进气接头5、出气接头6和准直器支撑座8均采用优质304不锈钢制成，并且表面经耐腐蚀钝化处理，能够适应恶劣的使用环境。并且，准直器支撑座8采用可拆结构，制造、维护方便，成本低廉，两只光纤准直器10均固定在准直器支撑座8上实现对正，性能稳定、可靠，能够有效提高光纤传感系统的准确度和稳定性。本实用新型中光纤气体传感器检测系统的一个实施例即使用上述自校准气室的光纤气体传感器检测系统，此处不再赘述。
[0030]在上述实施例中，准直器支撑座8可拆设置，并且固定在壳体I的固定端盖2上，而准直器支撑座8上的准直器安装结构为V形支撑面。在本实用新型的其他实施例中，准直器支撑座8也可以固定设置，例如固定设置在对应的端盖上或者壳体的内壁上，壳体I的形状也不限于筒体形状，只要能够形成气体容纳腔即可。另外，准直器支撑座8上的准直器安装结构也可以为其他形式，例如供光纤准直器10插装固定的插装座。
【主权项】
1.一种自校准气室，包括设有气体容纳腔的壳体，其特征在于:所述壳体内设有用于同时支撑成对设置的光纤准直器的准直器支撑座，所述准直器支撑座上设有供成对设置的两光纤准直器分别固定并相互对正的准直器安装结构。
2.根据权利要求1所述的一种自校准气室，其特征在于:所述壳体为筒体，筒体轴向两端的开口处设有端盖，所述准直器支撑座悬伸固定在其中一只端盖上。
3.根据权利要求2所述的一种自校准气室，其特征在于:固定有准直器支撑座的所述端盖上设有支撑平台，所述准直器支撑座的对应端固定在所述支撑平台上。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种自校准气室，其特征在于:所述准直器安装结构为V形支撑面，两所述V形支撑面之间设有凹槽。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种自校准气室，其特征在于:所述壳体的外周面上设有供气体进入的进气接头和供气体排出的出气接头。
6.根据权利要求2或3所述的一种自校准气室，其特征在于:两所述端盖的外侧面上分别设有沉孔，所述沉孔的底壁上设有供光纤穿过的光纤穿孔，对应的光纤穿过所述光纤穿孔并通过灌注在沉孔中的胶液密封。
7.光纤气体传感器检测系统，包括自校准气室，所述自校准气室包括设有气体容纳腔的壳体，其特征在于:所述壳体内设有用于同时支撑成对设置的光纤准直器的准直器支撑座，所述准直器支撑座上设有供成对设置的两光纤准直器分别固定并相互对正的准直器安装结构。
8.根据权利要求7所述的光纤气体传感器检测系统，其特征在于:所述壳体为筒体，筒体轴向两端的开口处设有端盖，所述准直器支撑座悬伸固定在其中一只端盖上。
9.根据权利要求7或8所述的光纤气体传感器检测系统，其特征在于:所述准直器安装结构为V形支撑面，两所述V形支撑面之间设有凹槽。
10.根据权利要求7或8所述的光纤气体传感器检测系统，其特征在于:所述壳体的外周面上设有供气体进入的进气接头和供气体排出的出气接头。
【专利摘要】本实用新型涉及一种自校准气室及光纤气体传感器检测系统。其中一种自校准气室包括设有气体容纳腔的壳体，所述壳体内设有用于同时支撑成对设置的光纤准直器的准直器支撑座，所述准直器支撑座上设有供成对设置的两光纤准直器分别固定并相互对正的准直器安装结构。制造时，只要保证对准直器支撑座上准直器安装结构的加工精度即可为成对光纤准直器的对正提供良好的基础，便于制造、组装，两只光纤准直器相对位置容易保证，性能稳定，也便于进行维护。
【IPC分类】G01N21-31
【公开号】CN204346907
【申请号】CN201420863988
【发明人】姚勇, 张小亮, 詹放易, 黄理瑞
【申请人】郑州光力科技股份有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月31日