气体滤波相关红外吸收法检测CO气体浓度的装置的制作方法

本实用新型是基于怀特池多次反射、气体滤波相关红外光吸收原理检测痕量一氧化碳气体浓度的装置，属于环境检测领域。

背景技术：

随着工业的发展，工业废气和城市机动车尾气的排放，环境问题愈演愈烈，其中大气污染是环境保护所面临的首要问题。作为大气污染气体之一的co气体严重影响了人类的健康和社会的发展，如何准确快速的监测空气中co气体的浓度成为控制环境污染的第一步。研发智能化、稳定可靠、操作简便的co气体检测系统具有重要意义。

目前co气体浓度检测方法主要有红外吸收法、气相色谱法、电解法等等，其中红外吸收法是现在较为先进、测量精度较高的使用方法，国内外多数co气体检测仪器大多采用该方法，介绍该方法的专利也日益增多，如专利申请公布号为cn1912585a的发明专利“利用红外光吸收特性自动校准和测量气体浓度的方法和装置”和专利授权公告号为cn206862883u的实用新型专利“基于tdlas痕量co气体浓度的检测装置”，均是利用co气体对特定波长的红外光的吸收量与浓度之间的定量关系进行计算。由于空气中的一些干扰气体在该红外波段也存在一定吸收，导致测量结果存在一定的误差。另外，红外光电探测器受温度的影响进一步加大测量误差。

为解决现有测量co气体浓度值出现偏差，测量结果误差大的问题，本实用

新型提供了一种检测结果更为精确的基于气体滤波相关红外吸收法进行co浓度检测的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，设计一种检测结果更为准确、调试更为便捷的co气体检测装置。

本实用新型的技术方案是，一种气体滤波相关红外吸收法检测co气体浓度的装置，由进光部分、光室部分和出光部分组成，进光部分安装在光室10一侧，设有相关轮支架9，包含光源1、电机2、相关轮3、狭缝4和滤光片5；光室10呈箱型，里面是反射镜组；出光部分安装在光室10另一侧，设有探测器安装支架11，内有透镜6、探测器7和散热片8。

进光部分的光源1固定在相关轮支架9上，相关轮支架9上安装有电机2和相关轮3，电机2和相关轮3之间由轴承12连接固定；相关轮3上有两个气室，一个充有高纯氮气（测量气室）、另外一个充有高纯co气体（参考气室），齿轮15固定在相关轮上，把每个气室分成3部分；相关轮支架9内设有加热棒13、温度传感器14，相关轮支架9和光室10之间装配狭缝4和滤光片5，滤光片5和光室10之间装配密封垫，用于光室的密封。

光室10内装配反射镜组，由平面反射镜16、小球面反射镜17、大平面反射镜18、小平面反射镜19、平面反射镜20组成，设有调试螺钉21，用于光的导入、多次反射和光的出射。

出光部分由探测器安装支架11、聚焦透镜6、红外探测器7和散热片8组成，透镜6和光室10之间装配密封垫用于光室的密封。红外探测器自带制冷，在恒定零下20℃下工作。

本实用新型的优点是气体相关滤波技术、长光程光吸收原理相结合，用于检测空气中的痕量co气体。其中进光部分里的相关轮设计了两个气室，其中参考光室能有效的消除干扰气体带来的检测误差；齿轮的作用是对光信号进行调制，进一步提高检测精度。在光路的调试中，调试螺钉的独特设计使得光室内的两个小球面反射镜能在两维方向上进行调试，这样使得光路调试更为便捷。最后出射光由透镜聚焦到红外探测器的光敏面上，能量更强，红外探测器的特殊材料使得红外光的感光性更为灵敏和恒定的低温工作环境，使其检测结果更为精确。由于光源光谱范围和探测器的感光范围很广，更换不同的滤光片和相关轮中的气体，可实现不同气体的检测。该装置结构设计合理，保护电机在工作过程不受损坏，光路调试方便快捷，实用性强，应用范围大。

附图说明：

图1是本实用新型的一种气体滤波相关红外吸收法检测co气体浓度的装置的整体示意图

图2、图3、图4是电机和相关轮的剖面图

图5、图6是红外探测器部分的剖面图

图中，1-光源、2-电机、3-相关轮、4-狭缝、5-红外滤光片、6-聚焦透镜、7-红外探测器、8-散热片、9-相关轮支架、10-光室、11-探测器安装支架、12-轴承、13-加热棒、14-温度传感器、15-齿轮、16-平面反射镜、17-小球面反射镜、18-大平面反射镜、19-小球面反射镜、20-平面反射镜、21-调试螺钉

具体实施方式：

由图1可见，一种气体滤波相关红外吸收法检测co气体浓度的装置，由进光部分、光室部分和出光部分组成，进光部分安装在光室10一侧，设有相关轮支架9，包含光源、电机、相关轮、狭缝和滤光片；光室10呈箱型，里面是反射镜组；出光部分安装在光室10另一侧，设有探测器安装支架11，内有聚焦透镜6、红外探测器7和散热片8。

由图2、3、4可见，图3是图2的剖面图，可看到相关轮支架里面安装有轴承12、相关轮3和齿轮15，各个零件之间的装配方式如下：电机2通过螺钉固定在相关轮支架9上，轴承12是通过顶丝固定在电机轴上，相关轮3是通过螺钉来固定在轴承12和相关轮支架9上；狭缝4和滤光片5是镶嵌在相关轮支架9上的凹槽内，用o型圈进行密封，再用螺钉把整个相关轮支架装配到光室10上。

如图5、6可见，图6是图5中光检测部分的剖面图，使用螺钉把探测器安装支架11固定在光室10的圆形凹槽内，凹槽内有聚焦透镜6，聚焦透镜6和光室10之间有o型圈密封，再使用螺钉把红外探测器7和散热片8固定在探测器安装支架11上。

本实用新型的使用方法：如图4所示，光源1安装在电机2的下方，光源1发出的光信号进入相关轮3的气室（图3所示），电机带动相关轮3和齿轮15旋转，光源不动，所以光信号交替进入两个气室，并由旋转的齿轮15决定光信号的通过或阻断。通过齿轮15的光信号由狭缝4和红外滤光片5（图2所示）进入光室10内。如图1所示，光信号由平面反射镜16反射到小球面反射镜17上，经小球面反射镜17反射到大球面反射镜18上，再经大球面反射镜18反射到小球面反射镜19上，通过调节两个小球面反射镜17和19后面的四个调试螺钉21，在两维上进行光路调试，最终在大球面反射镜18上留下两排相间排列的光斑，最后光信号由平面反射镜20反射出光室10。如图6所示，光信号从光室10出来后，由聚焦透镜6进入红外探测器7的光敏面上，红外探测器7的光敏面是红外光的感光材料硒化铅组成，能把光信号转化为电信号，其自带的制冷功能使得红外探测器在恒定的零下20℃下工作。