7将激光反射至光电传感器5，通过检测吸收气室反射光强的变化来检测湿度，利用激光器的温度调谐和电流调谐特性，使激光频率在待测气体某一吸收峰附近扫描，同时对激光频率进行高频调制，根据频率调制的谐波信号与气体浓度的相关性进行检测。本实施例的可调谐激光湿度测量装置，采用可调谐激光光谱吸收技术测量环境湿度，可以避免传统的化学式湿度传感器存在的问题，而且通过将可调谐二极管激光器和光电传感器固设于所述吸收气室的同一侧，可有效减少连线数量，且不需使用发射透镜、接收透镜和光阑，装置结构装配简单。
[0021]如图3所示，优选将光电传感器5置于球形凹面反射镜7的距离大于二倍焦距处，反射光通过会聚点后，发散到光电传感器5的光感面上，有利于光电传感器5接收反射光。
[0022]作为一个优选的实施例，如图1所示，所述可调谐二极管激光器10和光电传感器5的前方设置有楔角窗口片9，如图2所示，所述可调谐二极管激光器10发射光与所述楔角窗口片9的入射角为锐角，且经所述楔角窗口片9反射光线的方向背离所述光电传感器5。在发射端，通过设置可调谐二极管激光器10发射光与所述楔角窗口片9的入射角不等于90°，使得楔角窗口片9的反射光偏离原先可调谐二极管激光器10发射光的方向，可以消除反射光对激光器的影响，激光在光源和楔角窗口片之间不会产生多次反射，可以消除发射端etalon噪声的影响。在接收端，通过设置所述楔角窗口片9与所述光电传感器5呈一定角度，使得激光经球形凹面反射镜7反射后，穿过楔角窗口片9，在所述光电传感器5和所述楔角窗口片9之间不会产生多次反射，可以消除接收端etalon噪声的影响。此外，楔角窗口片9起到防水、防尘的作用，保护激光器10和光电传感器5，楔角窗口片9和激光器
5、光电传感器10间的空隙充入惰性气体，可以消除背景吸收气体的干扰。
[0023]在本实施例中，所述楔角窗口片9表面镀有允许部分频段光线通过的带通膜，可以减少环境光对装置的影响。
[0024]为了便于安装和使用，所述可调谐激光湿度测量装置还包括用于固定所述可调谐二极管激光器10和光电传感器5的发射接收座3。本实施例的可调谐激光湿度测量装置还包括外壳2，所述发射接收座3固定在所述外壳2内，所述外壳2内还固设有电路板1，所述楔角窗口片9固设在所述外壳2的一侧边，用于将所述外壳2内的腔体密封，相应的，可以将设置于外壳腔体内的可调谐二极管激光器10、光电传感器5、电路板I与外界空气隔离，防止受到高湿气体腐蚀。
[0025]进一步的，为了方便本可调谐激光湿度测量装置的安装和调试，如图4所示，所述球形凹面反射镜7固设在球形凹面反射镜座8上，所述球形凹面反射镜座8与所述外壳2通过若干个连接柱11连接，所述若干个连接柱之间围成吸收气室，因此，吸收气室6是开放的，在测量时，只需将可调谐激光湿度测量装置整体置于待测气体中即可。
[0026]当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种可调谐激光湿度测量装置，其特征在于:包括可调谐二极管激光器、光电传感器、球形凹面反射镜、吸收气室，所述可调谐二极管激光器和光电传感器固设于所述吸收气室的同一侧，所述球形凹面反射镜固设于所述吸收气室的另外一侧，所述可调谐二极管激光器位于距离所述球形凹面反射镜的中心二倍焦距的位置，所述光电传感器位于所述可调谐二极管激光器发射光经所述凹面反射镜反射后的反射光路上。2.根据权利要求1所述的可调谐激光湿度测量装置，其特征在于:所述可调谐二极管激光器和光电传感器的前方设置有楔角窗口片，所述可调谐二极管激光器发射光与所述楔角窗口片的入射角为锐角，且经所述楔角窗口片反射光线的方向背离所述光电传感器。3.根据权利要求2所述的可调谐激光湿度测量装置，其特征在于:所述楔角窗口片表面镀有允许部分频段光线通过的带通膜。4.根据权利要求3所述的可调谐激光湿度测量装置，其特征在于:所述可调谐激光湿度测量装置还包括用于固定所述可调谐二极管激光器和光电传感器的发射接收座。5.根据权利要求4所述的可调谐激光湿度测量装置，其特征在于:所述可调谐激光湿度测量装置还包括外壳，所述发射接收座固定在所述外壳内，所述外壳内还固设有电路板，所述楔角窗口片固设在所述外壳的一侧边，用于将所述外壳内的腔体密封。6.根据权利要求5所述的可调谐激光湿度测量装置，其特征在于:所述球形凹面反射镜固设在球形凹面反射镜座上，所述球形凹面反射镜座与所述外壳通过若干个连接柱连接，所述若干个连接柱之间围成吸收气室。
【专利摘要】本实用新型公开了一种可调谐激光湿度测量装置，包括可调谐二极管激光器、光电传感器、球形凹面反射镜、吸收气室，所述可调谐二极管激光器和光电传感器固设于所述吸收气室的同一侧，所述球形凹面反射镜固设于所述吸收气室的另外一侧，所述可调谐二极管激光器位于距离所述球形凹面反射镜的中心二倍焦距的位置，所述光电传感器位于所述可调谐二极管激光器发射光经所述凹面反射镜反射后的反射光路上。本实用新型的可调谐激光湿度测量装置，可以避免传统的化学式湿度传感器存在的问题，而且通过将可调谐二极管激光器和光电传感器固设于所述吸收气室的同一侧，可有效减少连线数量，且不需使用发射透镜、接收透镜和光阑，装置结构装配简单。
【IPC分类】G01N21/39
【公开号】CN204649617
【申请号】CN201520153044
【发明人】张可可, 郑学勇, 刘世萱, 陈世哲, 齐勇, 赵强, 孙金伟, 李选群, 苗斌
【申请人】山东省科学院海洋仪器仪表研究所
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年3月18日