激光器能量稳定半自动检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种激光能量检测装置，特别涉及一种用于二恶英在线检测仪的激光器能量稳定半自动检测装置。

背景技术：

激光器是二恶英在线检测仪中的重要器件。在二恶英在线检测时，激光器发射的激光射入飞行时间质谱仪中，飞行时间质谱仪中的有机物在激光作用下发生电离，仪器通过分析电离后的信号检测出二恶英的浓度。在电离过程中激光能量和波长起着关键性的作用。

激光器在使用过程中由于温度等诸多因素的影响，激光能量会逐渐降低。因此，在使用过程中需要频繁测量，并调整激光能量。此外，二恶英在线检测时需要两种不同波长的激光同时射入飞行时间质谱仪中，因此每次测量激光能量时需要测量两路激光的能量。由于仪器内部空间有限，频繁测量、调整两路激光能量需要两个操作人员配合工作才能完成，操作极为不便。频繁检测激光能量，需要经常打开仪器面板，仪器内部容易积灰，对检测结果造成影响。此外，仪器内部光路复杂，操作时存在激光伤眼的风险。

另外，烟气检测仪器是通过内置的激光器发射两束激光，经过折射后汇总至一路激光穿过被测气体后的激光强度衰减来分析气体中二恶英含量。因此，激光器所处光学平台的水平调节对于整个二恶英在线监测系统的稳定是十分重要的。现有的烟气检测仪器中，其光学平台上使用的水平调节装置存在操作工具繁多，调节不便，调整不灵敏等问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种激光器能量稳定半自动检测装置。

为解决上述问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种激光器能量稳定半自动检测装置，包括光学平台和固定于光学平台上的两台激光器；其特征在于，两台激光器并列放置且使两路激光光路保持平行；在垂直于激光光路方向上设置一套丝杠滑组，激光器与红外传感器固定支架分别位于丝杠滑组的两侧；

丝杠滑组有一个固定在光学平台上的底座，底座上装有滚珠丝杠，滑块活动安装在滚珠丝杠上且能沿垂直于激光光路的方向位移；有一个L形的探头固定支架，其水平板固定在滑块上侧；在探头固定支架的竖直板的一侧装有激光能量测量仪探头，其安装方向垂直于丝杠滑组且朝向激光器；

所述红外传感器固定支架至少有两个且均呈L形，其底板固定在光学平台上；在红外传感器固定支架的竖向安装架上装有红外传感器模块，其安装方向垂直于丝杠滑组且朝向探头固定支架的竖直板；在该竖直板朝向红外传感器模块的一侧，其中间部位沿竖直方向设置反光区域，其余区域均涂覆黑色涂料层；

滚珠丝杠的一端通过联轴器与步进电机的输出端相连，步进电机通过信号线接至步进电机驱动器；步进电机驱动器和红外传感器模块分别通过信号线和对插件与控制器相连；激光能量测量仪探头通过信号线与激光能量测量仪相连；

所述光学平台通过底部的数个支脚安放在机架平台上，两者之间设有至少一个水平调节装置；该水平调节装置包括固定在机架平台底部的调节座，调节座为开口向上的杯状结构；调节座的开口部位嵌入在机架平台的通孔中，其侧壁上凸出的外缘通过螺钉固定在机架平台上；调节座的底部设螺纹通孔，内置带外螺纹的调节螺杆；调节座的杯状结构中装有间隙配合的活动块，活动块的底部设沉孔；沉孔内设有活动连接部件，调节螺杆卡装在沉孔中并接于活动连接部件；调节螺杆的下段伸出调节座，并依次套接锁紧螺母和调节手轮；有一个截面呈L形的固定板，其竖直侧面的底端通过螺钉固定在底部连接板的端部，使固定板与底部连接板组成横向的U形结构；底部连接板通过螺钉固定在活动块的顶部，在固定板的水平侧面上设有数个固定螺钉；所述光学平台的侧边装在U形结构中，并通过固定板上的固定螺钉实现夹紧和固定。

本实用新型中，还包括一条拖链，拖链的一端固定在光学平台上，另一端接至滑块的侧面；与激光能量测量仪探头相连的信号线埋设在拖链中。

本实用新型中，所述红外传感器固定支架有三个，分别安装在正对两个激光器出光孔和两孔中间的位置上。

本实用新型中，还包括一个固定在光学平台上的保护罩，除控制器和激光能量测量仪外，其余各部件均位于保护罩内。

本实用新型中，所述水平调节装置的活动连接部件是一个钢珠，调节螺杆的顶部顶紧钢珠；或者，活动连接部件是一个水平轴承，调节螺杆的顶部嵌入于水平轴承内部。

本实用新型中，所述水平调节装置的调节手轮通过销钉固定在调节螺杆的端部。

本实用新型中，所述水平调节装置的活动块的顶部具有凸出部，底部连接板上设通孔，活动块的凸出部嵌套在底部连接板的通孔中。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、电动激光能量检测装置利用红外传感器定位，激光能量检测装置能够准确到达测量位置；控制器和激光能量测量仪可以放置在保护罩外部，使用更简单、快速、安全，使二恶英在线检测仪自动化程度更高。

2、水平调节座无需额外开口，加工方便，降低成本且保持足够强度；安装更方便，光学平台可直接伸入固定板与底部连接板组成横向的U形结构中并由固定螺钉实现紧固，便捷可靠；升降操作无需额外的工具，直接用调节手轮即可进行调节操作，操作方便。

附图说明

图1为电动激光能量检测装置的结构示意图；

图2为丝杠滑组的示意图；

图3为红外传感器固定支架的示意图。

图中附图标记：步进电机1、联轴器2、探头固定支架3、激光能量测量仪探头4、出光孔5、出光孔6、激光器7、拖链8、底座9、滚珠丝杠10、红外传感器固定支架11、滑块12、光学平台13、红外传感器模块14、步进电机驱动器15、激光能量测量仪16、控制器17。

图4为现有技术中水平调节装置的结构示意图。

图5为本实用新型中第一种水平调节装置的结构示意图。

图6为本实用新型中第二种水平调节装置的结构示意图。

图中附图标记为：1-1机架平台；1-2调节螺杆、1-3调节座、1-4.1锁紧螺母、1-4.2调节螺母、1-5调节手柄、1-6光学平台；2-1固定板、2-2底部连接板、2-3调节座、2-4活动块、2-5钢珠、2-6锁紧螺母、2-7调节螺母、2-8机架平台；3-1固定板、3-2底部连接板、3-3调节座、3-4活动块、3-5平面轴承、3-6锁紧螺母、3-7调节螺杆、3-8机架平台。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

本实用新型的激光器能量稳定半自动检测装置包括光学平台13和固定于光学平台13上的两台激光器7；两台激光器7并列放置且使两路激光光路保持平行；在垂直于激光光路方向上设置一套丝杠滑组，激光器7与红外传感器固定支架11分别位于丝杠滑组的两侧；

丝杠滑组有一个固定在光学平台13上的底座9，底座9上装有滚珠丝杠10，滑块12活动安装在滚珠丝杠10上且能沿垂直于激光光路的方向位移；有一个L形的探头固定支架3，其水平板固定在滑块12上侧；在探头固定支架3的竖直板的一侧装有激光能量测量仪探头4，其安装方向垂直于丝杠滑组且朝向激光器7；

红外传感器固定支架11有三个，分别安装在正对两个激光器7的出光孔5、6和两孔中间的位置上。红外传感器固定支架11均呈L形，其底板固定在光学平台13上，其竖向安装架上装有红外传感器模块14，红外传感器模块14的安装方向垂直于丝杠滑组且朝向探头固定支架3的竖直板；在探头固定支架3的竖直板朝向红外传感器模块14的一侧，其中间部位沿竖直方向设置反光区域，其余区域均涂覆黑色涂料层；

滚珠丝杠10的一端通过联轴器2与步进电机1的输出端相连，步进电机1通过信号线接至步进电机驱动器15；步进电机驱动器15和红外传感器模块14分别通过信号线和对插件与控制器17相连；激光能量测量仪探头4通过信号线与激光能量测量仪16相连。

在激光器7和丝杠滑组之间还设有一条拖链8，拖链8的一端固定在光学平台13上，另一端接至滑块12的侧面；与激光能量测量仪探头4相连的信号线埋设在拖链8中。该装置还可以包括一个固定在光学平台13上的保护罩，除控制器17和激光能量测量仪16外，其余各部件均位于保护罩内。各安装在光学平台13上的部件，可通过螺栓或螺丝固定。

作为示例的说明：

滚珠丝杠10可选长度为50cm的1610滚珠丝；探头固定支架3为不锈钢制成，其竖直方向中间1mm宽度为不锈钢原色的反光区域，其余均涂为黑色。拖链8可选厚14宽15mm长40cm的塑料拖链。步进电机可选42步进电机或57步进电机。

控制器17上共有4个按键和5个位置指示灯，4个按键分别为停止、位置一、位置二、位置三。当按下按键时，步进电机驱动器15驱动步进电机1，步进电机1带动联轴器2和滚珠丝杆10旋转，进而使滑块12带动激光能量测量仪探头4移动。当到达指定位置时，红外传感器模块14接收到由探头固定支架3上反光区域反射回来的红外信号，步进电机1接受控制器转发的信号后停止转动。在滑块12移动过程中，5个位置指示灯根据滑块12所在位置给出相应的指示。当激光能量测量仪探头4位于出光孔处5或出光孔6时，便可利用激光能量测量仪探头4和激光能量测量仪16进行激光能量测量。鉴于控制器的实现方式为本领域技术人员熟练掌握，本实用新型不再赘述。

光学平台通常是由其底部的数个支脚安放在机架平台上的，两者之间会设置至少一个水平调节装置。现有的水平调节装置的结构说明如下(见图3)：

调节螺杆1-2的上部呈倒置的凸台状结构，凸台底部中央设有与之同轴的杆状部位，杆状部位的外表面设外螺纹；凸台状结构最上侧具有突出的外缘，在该外缘处通过螺钉将调节螺杆1-2固定在光学平台13的底部。调节座1-3为开口向上的杯状结构，其外缘以螺钉固定在机架平台1-1的下方。机架平台1-1上设有与调节座1-3开口大小一致的通孔，凸台状结构的外壁是光滑的，且凸台状结构的外壁与机架平台1-1上的通孔、调节座1-3的开口之间为间隙配合。杆状部位依次穿过锁紧螺母1-4.1、调节座1-3的底部通孔和调节螺母1-4.2，并在末端设销钉。锁紧螺母1-4.1和调节座1-3的底部通孔设有与杆状部位匹配的内螺纹，调节螺母1-4.2固定在杆状部件端部。锁紧螺母1-4.1和调节螺母1-4.2的侧边都均布若干个用于插入调节手柄1-5的沉孔，且在锁紧螺母1-4.1相应水平位置的调节座1-3侧壁上设长形窗口，用于插入调节手柄1-5和调节锁紧螺母1-4.1。

使用方法说明：

需要上升调节时，用调节手柄1-5逆时针旋转螺母1-4.2，调节螺杆1-2上升，光学平台13在调节螺杆1-2的带动下实现上升，调至合适位置后，用调节手柄1-5顺时针1-锁紧螺母4.1实现调节固定。需要下降调节时，用调节手柄1-5将锁紧螺母1-4.1旋松，再用调节手柄1-5顺时针旋转调节螺母1-4.2，调节螺杆2下降，光学平台13随之一起下降，调至合适位置后，用调节手柄1-5顺时针锁紧螺母1-4.1实现调节固定。

对于该调节结构，制作加工时需要将调节座3破开以留出调节用的长形窗口，加工难度大制作成本高，且影响结构强度，可靠性差。使用安装时，需先将调节螺杆1-2固定在光学平台13底部，再使杆状部位依次穿过锁紧螺母1-4.1、调节座1-3的底部通孔和调节螺母1-4.2，并末端以销钉固定；而且拆卸光学平台13时还得进行反向操作，该过程太过复杂。调节时，需要反复变换调节手柄1-5的插入沉孔以适应两个螺母的旋转变化，操作太过繁琐。

2、本实用新型中水平调节装置的结构说明：

本实用新型的水平调节装置也是设置于光学平台和机架平台之间的，能实现快速拆装。该水平调节装置包括固定于机架平台2-8底部的调节座2-3，调节座2-3为开口向上的杯状结构；调节座2-3的开口部位嵌入在机架平台2-8的通孔中，其侧壁上凸出的外缘通过螺钉固定在机架平台2-8上；调节座2-3的底部设螺纹通孔，内置带外螺纹的调节螺杆；调节座2-3的杯状结构中装有间隙配合的活动块2-4，活动块2-4的底部设沉孔；沉孔内设有一个钢珠2-5，调节螺杆卡装在沉孔中并顶紧钢珠2-5；调节螺杆的下段伸出调节座2-3，并依次套接锁紧螺母2-6和调节手轮2-7；有一个截面呈L形的固定板2-1，其竖直侧面的底端通过螺钉固定在底部连接板2-2的端部，使固定板2-1与底部连接板2-2组成横向的U形结构；底部连接板2-2通过螺钉固定在活动块2-4的顶部，在固定板2-1的水平侧面上设有数个固定螺钉。光学平台13的侧边装在U形结构中，并通过固定板2-1上的固定螺钉实现夹紧和固定。调节手轮2-7通过销钉固定在调节螺杆的端部。活动块2-4的顶部具有凸出部，底部连接板2-2上设通孔，活动块2-4的凸出部嵌套在底部连接板2-2的通孔中。

使用方法说明：

在使用时直接将光学平台13的侧边伸入至固定板2-1与底部连接板2-2组成横向的U形结构中，拧紧固定板2-1上的固定螺钉即可实现夹紧和固定。

需要上升调节时，旋松锁紧螺母2-6，逆时针旋转调节手轮2-7，钢珠2-5作为活动连接部件与调节螺杆的顶端之间为滑动摩擦。随着调节螺杆的上升，钢珠2-5带动活动块2-4上升，活动块2-4带动固定在U形结构中中的光学平台13一起上升。调至合适位置后，逆时针旋紧锁紧螺母2-6实现固定。需要下降调节时，旋松锁紧螺母2-6，顺时针旋转调节手轮2-7，卡装的调节螺杆带动活动块2-4下降，光学平台13一起下降，调至合适位置，逆时针旋紧锁紧螺母2-6实现固定。

3、本实用新型另一种水平调节装置的结构说明：

该水平调节装置包括固定于机架平台2-8底部的调节座2-3，调节座3-3为开口向上的杯状结构；调节座3-3的开口部位嵌入在机架平台3-8的通孔中，其侧壁上凸出的外缘通过螺钉固定在机架平台3-8上；调节座3-3的底部设螺纹通孔，内置带外螺纹的调节螺杆；调节座3-3的杯状结构中装有间隙配合的活动块3-4，活动块3-4的底部设沉孔；沉孔内设有一个水平轴承3-5，调节螺杆卡装在沉孔中，其顶部嵌入于水平轴承3-5内部。调节螺杆的下段伸出调节座3-3，并依次套接锁紧螺母3-6和调节手轮3-7；有一个截面呈L形的固定板3-1，其竖直侧面的底端通过螺钉固定在底部连接板3-2的端部，使固定板3-1与底部连接板3-2组成横向的U形结构；光学平台13的侧边装在U形结构中，并通过固定板3-1上的固定螺钉实现夹紧和固定。底部连接板3-2通过螺钉固定在活动块3-4的顶部，在固定板3-1的水平侧面上设有数个固定螺钉。调节手轮3-7通过销钉固定在调节螺杆的端部。活动块3-4的顶部具有凸出部，底部连接板3-2上设通孔，活动块3-4的凸出部嵌套在底部连接板3-2的通孔中。

使用方法说明：

在使用时直接将光学平台13的侧边伸入至固定板3-1与底部连接板3-2组成横向的U形结构中，拧紧固定板3-1上的固定螺钉即可实现夹紧和固定。

需要上升调节时，旋松锁紧螺母3-6，逆时针旋转调节手轮3-7，平面轴承3-5作为活动连接部件与调节螺杆的顶端之间为滚动摩擦。随着调节螺杆的上升，平面轴承3-5带动活动块3-4上升，活动块3-4带动固定在U形结构中中的光学平台13一起上升。调至合适位置后，逆时针旋紧锁紧螺母3-6实现固定。需要下降调节时，旋松锁紧螺母3-6，顺时针旋转调节手轮3-7，卡装的调节螺杆带动活动块3-4下降，光学平台13一起下降，调至合适位置，逆时针旋紧锁紧螺母3-6实现固定。