专利名称：自聚焦透镜准直的激光气体分析仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自聚焦透镜准直的激光气体分析仪。
背景技术：
激光气体分析仪是一种“实时”在线的气体检测装置，常被用于石化、钢铁、水泥、 环保、工业在线监控等领域。该技术是一种高灵敏度的其他分析技术，其原理是特定波长的激光通过气体后，因为受到气体的吸收，产生光强的衰减。光强的衰减可用Beer-Lambert 定律准确描述I (v) = I0 (ν) exp [-S (T) Φ (ν) PXL]其中I (ν)，I0(v)分别是激光通过气体后和通过气体前的光强，ν是激光的频率， P，x和L分别是气体的压力、浓度和光程。线强S(T)是温度T的函数，线性函数Φ (ν)表示吸收谱线的形状。由Beer-Lambert定律可知，光强的衰减和被测气体的浓度成正比，从而可以通过测量激光通过气体后的衰减获得被测气体的浓度。同时，由于DFB激光器的发射峰很窄(小于15MHz)，工作时可以选择单根气体吸收谱线进行测量，不受其他气体的干扰， 具有很高的测量灵敏度。大多数DFB激光器采用尾纤的方式将光源引到工作地点。由于光纤具有宽频带、 低损耗、不受电磁干扰的特点，能够将光源不受外界干扰的传输到工作地点。如果在激光气体分析仪中如果使用光纤将光源引入发射模块可以使激光器远离条件比较恶劣的工作地点，更有利于激光器的稳定输出和更长的工作寿命。但是光纤具有一定的发射角(如单模光纤的数值孔径为0.2左右)，必须对出射光进行准直才能用于测量气体浓度。目前常用单片凸透镜对出射光进行准直，但普通的光学透镜尺寸比较大，而且焦距不可能做得很小，这样就使得光发射模块的体积比较大，结构不紧凑。另外，透镜前后表面反射光所产生的干涉条纹会影响最终的测量结果。自聚焦透镜又称梯度渐变折算率透镜，其折射率呈轴对称抛物线分布，
权利要求1.一种自聚焦透镜准直的激光气体分析仪，包括有激光发射模块、激光接收模块和数据处理模块，所述激光发射模块、激光接收模块之间的区域有待测气体，所述的数据处理模块驱动激光发射模块工作并接收和处理激光接收模块发输出的数据；其特征在于所述的激光发射模块包括激光器，所述激光器出射端设有光纤，所述光纤出射端设有自聚焦透镜， 所述的自聚焦透镜外通过激光焊接的方式固定安装有外套管，所述的外套管固定安装在激光器的外壳上，所述自聚焦透镜出射端的端面为斜坡面。
2.根据权利要求1所述的自聚焦透镜准直的激光气体分析仪，其特征在于所述自聚焦透镜出射端的端面与水平面具有95 100度的夹角。
3.根据权利要求1所述的自聚焦透镜准直的激光气体分析仪，其特征在于所述自聚焦透镜的长度为P = i，其中A为自聚焦透镜的具体参数。
专利摘要本实用新型公开了一种自聚焦透镜准直的激光气体分析仪，包括有激光发射模块、激光接收模块和数据处理模块，激光发射模块、激光接收模块之间的区域有待测气体；激光发射模块包括激光器，激光器出射端设有光纤，光纤出射端设有自聚焦透镜，自聚焦透镜外通过激光焊接的方式固定安装有外套管，外套管固定安装在激光器的外壳上，自聚焦透镜出射端的端面为斜坡面。本实用新型利用自聚焦透镜作为激光气体分析仪的准直透镜，使得激光气体分析仪的发射模块结构更加紧凑；本实用新型采用激光焊接的方式固定自聚焦准直透镜，并将自聚焦透镜出射端面设置为斜坡面，大大减小了激光气体分析过程中的标准具误差，提高了系统的灵敏度。
文档编号G01N21/01GK202083626SQ20102068027
公开日2011年12月21日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者徐 明, 阎杰 申请人:安徽皖仪科技股份有限公司