专利名称：气体传感气室的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用光纤传感器，有害气体检测，气象相关，温湿度检测等领域。
背景技术：
在有害气体检测、气象行业、湿度检测领域，一种新型的光纤传感器可以有效的进 行气体浓度测量。气室是该传感器中很重要的一个组成部分。在气体浓度测量的光纤传感器中，从发射端发射出的激光，通过在气室中一段距 离的传输，在接收端被探测，通过Beer公式I ( λ ) = Ici ( λ ) exp (- α CL)，分析激光在气室中 被气体吸收的强弱，就可以得到气体浓度值。这就要求在在光纤传感器系统中有一个设计合理的气室。气室应与外界气体环境 联通，可以随时感应外界环境带来的变化。并且该气室应该便于将光纤传感器的发射端和 接收端有效的连接在一起。此外，作为一种户外或恶劣环境下使用的气室，该气室还应该具 有一定的强度和耐久性。
发明内容
(一)要解决的技术问题作为一种新的气体浓度检测光纤传感器中所用的气室，该气室要求与外界环境联 通性好，不会积存气体；装配合理，可以将发射端的激光引入气室，并在气室另一端将通过 气体的激光引入探测器。并且，该气室要便于装卸，设计应该要适合各种气体的测量。( 二 )技术方案为达到上述目的，本发明提供了一种气体传感气室，包括一圆筒形气腔，其中间段镂空，在圆柱的壁面形成三个矩形开口 ；一前盖，该前盖为圆盘形状，该前盖盖合于圆柱套型气腔的一端；一后盖，该后盖为圆盘形状，该后盖盖合于圆筒形气腔的另一端。其中该圆筒形气腔的内径为2-3厘米，腔壁厚为0. 5-1厘米。其中在该圆筒形气腔两端的壁面上均勻分布有多个螺孔。其中该圆盘形状的前盖和后盖的外形为两个薄形圆盘相叠置，其小圆直径与圆筒 形气腔两端面上的孔径相同，大圆直径与圆筒形气腔的外径相同。其中前盖大圆的边缘处与圆筒形气腔两端的螺孔对应开有多个螺口。其中前盖大圆一侧的中心安装有一法兰盘，小圆一侧的中心安装有一前套筒，该 前套筒用于固定准直透镜。其中后盖大圆的 边缘处与圆筒形气腔两端的螺孔对应开有多个螺口。其中后盖小圆一侧的中心固定一后套筒。(三)有益效果本发明的有益效果是通过分体式设计，将气室设计成三个可装配组件气腔、前 盖、和后盖。气腔具有一定的长度，为开放式结构，用于和外界气体的沟通。前盖装配有法兰盘和准直透镜，用于激光器的耦合和准直。后盖有一套管，用于装配探测器。气室整 体采用圆柱形设计，将法兰和前盖套管设计在前盖的圆心处，将后盖套管 设计在后盖的圆心处，有利于激光器和探测器对准。由于耦合进来的激光光斑很小，不能保 证对准探测器。通过在前盖和后盖加入微调螺扣的设计，可以在每次装入探测器，或重新耦 合进激光器后，通过微调螺丝进行微调，以达到最终激光和探测器对准。
为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图对本发明作进一步说明，其中图1是本发明气体传感气室的整体结构图。图2是本发明气体传感气室前盖的侧视图。图3是本发明气体传感气室后盖的侧视图
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下参照附图，对本发明进一 步详细说明。请参阅图1-图3，本发明一种气体传感气室，包括一圆筒形气腔1，其中间段镂空，在圆柱的壁面形成四个矩形开口 ；其中该圆筒形 气腔1由不锈钢或其他不易腐蚀并不与待测气体反应的金属制作。半径约为2-3厘米，长 度根据测量精度和测量气体的不同，设计为十几厘米到几十厘米；在该圆筒形气腔1两端 的壁面上，均勻分布有多个螺孔5，螺口 5用于装配固定前盖2和后盖3，同时也用于装配后 的微调。一前盖2，该前盖2为圆盘形状，该前盖2盖合于圆柱套型气腔1的一端；一后盖3，该后盖3为圆盘形状，该后盖3盖合于圆筒形气腔1的另一端。其中该圆盘形状的前盖2和后盖3的外型为两个薄形圆盘相叠置，其小圆直径与 圆筒形气腔1两端面上的孔径相同，大圆直径与圆筒形气腔1的外径相同。其中该前盖2的中心打通一圆形通孔，在大圆一侧的中心安装有一法兰盘4，用于 将激光耦合进气室内；小圆一侧的中心安装有一前套筒6，用于固定准直透镜8。前盖套筒 6为圆柱套型结构，与前盖2同心，与前盖2 —体加工而成。前套筒6的内径，应与所选用的 准直透镜8相匹配。准直透镜8安装于前套筒6内；前套筒6外侧留一紧固螺丝孔，用于紧 固准直透镜8 ；前盖2的大圆柱的柱面靠近外沿，均勻分布6个螺口 7。该螺口与圆柱套型 气腔1上的螺口 5相对应，用于前盖2和圆柱套型气腔1的装配和装配后的微调。其中后盖3小圆一侧的中心固定一后套筒10。后盖3中心有一圆形通孔，其大小 与系统所选用的光电探测器相匹配，(光电探测器一般选用TO封装，为圆形)。后套筒10 为圆柱套型结构，与后盖3同心，与后盖3 —体加工而成；后套筒10内径应与后盖3的中心 孔洞相同。后套筒10外侧留一紧固螺丝孔，用于紧固外置光电探测器。后盖3的大圆柱的 边上，均勻分布6个螺口 9，该螺口与圆柱套型气腔1上的螺口 5相对应。装配时，将圆柱套型气腔1水平放置，将探测器(一般为圆形的TO封装)从后盖 3 —直插入后套筒10内，并通过后套筒10外侧的紧固螺丝孔插入螺丝拧紧。将前盖2和 后盖3的小圆柱部分分别插入圆柱套型气腔1的两端，由于小圆柱的直径和圆柱套型气腔1的内径相同，所以可以塞紧。通过旋转调整角度，使前盖2上的螺口 7和后盖3上的螺口 9分别与圆柱套型气腔1前后两端的螺口 5对准。将激光器发出的光通过光纤头插入前盖 2的法兰4中，用万用表探测后盖3内安装的光电探测器中的电流。当前盖法兰引入的激 光和后盖内的探测器对准时，万用表会显示电流信号。当电流信号显示为O或非常微弱时， 说明没有对准。将螺丝插入前盖2上的螺口 7内，通过拧松拧紧不同的螺丝来对准直透镜 8中引出的光的角度进行微调，直到万用表中显示的数字为 一个最大值时，认为调节完毕。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
权利要求
1.一种气体传感气室，包括一圆筒形气腔，其中间段镂空，在圆柱的壁面形成三个矩形开口 ；一前盖，该前盖为圆盘形状，该前盖盖合于圆柱套型气腔的一端；一后盖，该后盖为圆盘形状，该后盖盖合于圆筒形气腔的另一端。
2.根据权利要求1所述的气体传感气室，其中该圆筒形气腔的内径为2-3厘米，腔壁厚 为0. 5-1厘米。
3.根据权利要求1所述的气体传感气室，其中在该圆筒形气腔两端的壁面上均勻分布 有多个螺孔。
4.根据权利要求1所述的气体传感气室，其中该圆盘形状的前盖和后盖的外形为两个 薄形圆盘相叠置，其小圆直径与圆筒形气腔两端面上的孔径相同，大圆直径与圆筒形气腔 的外径相同。
5.根据权利要求1或4所述的气体传感气室，其中前盖大圆的边缘处与圆筒形气腔两 端的螺孔对应开有多个螺口。
6.根据权利要求1或4所述的气体传感气室，其中前盖大圆一侧的中心安装有一法兰 盘，小圆一侧的中心安装有一前套筒，该前套筒用于固定准直透镜。
7.根据权利要求1或4所述的气体传感气室，其中后盖大圆的边缘处与圆筒形气腔两 端的螺孔对应开有多个螺口。
8.根据权利要求1或4所述的气体传感气室，其中后盖小圆一侧的中心固定一后套筒。
全文摘要
一种气体传感气室，包括一圆筒形气腔，其中间段镂空，在圆柱的壁面形成三个矩形开口；一前盖，该前盖为圆盘形状，该前盖盖合于圆柱套型气腔的一端；一后盖，该后盖为圆盘形状，该后盖盖合于圆筒形气腔的另一端。
文档编号G01N21/17GK102042958SQ20091023638
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月21日 优先权日2009年10月21日
发明者孙可, 王欣, 祝宁华, 袁海庆, 谢亮, 鞠昱 申请人:中国科学院半导体研究所