光发射模块、气体遥测设备及装调方法与流程

本发明涉及光学遥测领域，尤其是一种光发射模块、气体遥测设备以及气体遥测设备的装调方法。

背景技术：

1、气体遥测设备是指利用光的传播特性获取相应测量数据的设备，例如距离测量、气体浓度测量等，在多个领域都有广泛应用。气体遥测设备中的光发射模块发出用于测量的光束，在工作过程中，尤其是长时间工作或发射高能量光束时，光发射模块会产生大量热量，直接影响气体遥测设备的使用性能。气体遥测设备的工作原理是利用准直光照射特定空间，并接收反射光，然后通过后台处理反射光的光学特征，例如接收时间和光谱等获得气体空间中待检测气体的物理指标，例如气体浓度以及种类等。

2、以目前常见的激光气体遥测设备为例，通常选择采用封装度更高的蝶形激光器作为光发射模块，如图1所示，蝶形激光器将出射光耦合至光纤中，然后由光纤的另一端发出光束，但蝶形激光器由于光纤耦合，会导致光功率大量损耗，使得出射光功率严重降低，并且蝶形激光器体积较大，还需要电路板作为支撑，整体设备结构更为复杂，导致生产成本高，无法进一步实现气体遥测设备的小型化，并且通常在激光器的底部设置散热结构，使得散热方向单一，散热也不均匀，无法实现激光器快速散热，不能满足气体遥测设备使用更大功率激光器的散热需求。

3、背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

技术实现思路

1、针对现有技术中的一个或多个缺陷，本发明提供一种光发射模块，能够在提高出射光功率的同时保证散热效率，并符合应用于气体遥测设备中的技术指标和可靠性需求，还为气体遥测设备的小型化提供了基础。

2、本发明还包括一种气体遥测设备，利用前述的光发射模块，降低过热隐患的同时提高出射光功率。

3、本发明的目的在于，提供一种能够克服现有技术中一个或多个缺陷的光发射模块。

4、为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

5、一种光发射模块，包括：

6、光发射部，所述光发射部的一端具有底座；

7、散热部，所述散热部环绕设置于所述光发射部的外侧；和

8、调整部，所述调整部与所述散热部连接，并环绕设置于所述光发射部具有底座的一端，所述调整部配置成调节所述光发射模块的角度。

9、根据本发明的一个方面，其中所述光发射模块还包括整形透镜组，所述散热部具有周向的外壁，整形透镜组全部或部分设置于所述散热部的外壁内，整形透镜组配置成能够对光发射部的出射光进行准直。

10、根据本发明的一个方面，其中所述光发射模块还包括固定部，所述固定部设置于所述光发射部具有底座的一端，且与所述调整部固定连接，所述调整部与所述底座的底面对齐。

11、根据本发明的一个方面，其中所述光发射模块还包括装调部，所述装调部具有凸出所述散热部的凸起，所述凸起上具有调整孔，所述调整孔用于改变所述光发射模块的出射光方向。

12、根据本发明的一个方面，其中所述装调部设于所述散热部靠近所述整形透镜组的一端。

13、根据本发明的一个方面，其中所述散热部和所述调整部由金属材料一体制作成型。

14、根据本发明的一个方面，其中所述光发射部的热量由所述调整部传递至外部和/或散热部。

15、一种气体遥测设备，能够发射检测光，所述气体遥测设备包括：

16、主体；

17、光发射模块，所述光发射模块设置于所述主体上，并能够发射出射光；和

18、光接收模块，所述光接收模块设置于所述主体上，光接收模块配置成能够接收所述检测光的反射光；

19、其中所述光发射模块包括：

20、光发射部，所述光发射部的一端具有底座；

21、散热部，所述散热部环绕设置于所述光发射部的外侧；以及

22、调整部，所述调整部与所述散热部连接，并环绕设置于所述光发射部具有底座的一端，所述调整部还与所述主体连接，调整部配置成能够调节所述光发射模块的角度。

23、根据本发明的一个方面，其中所述光发射模块还包括整形透镜组，所述散热部具有周向的外壁，整形透镜组全部或部分设置于所述散热部的外壁内，所述整形透镜组配置成能够对光发射部的出射光进行准直。

24、根据本发明的一个方面，其中所述光发射模块还包括装调部，所述装调部具有凸出散热部的凸起，所述凸起上具有调整孔，所述调整孔用于改变所述光发射模块的出射光方向。

25、根据本发明的一个方面，其中所述主体具有安装部，所述调整部与所述安装部过盈配合，所述光发射部的热量经调整部传递至所述安装部。

26、根据本发明的一个方面，其中所述气体遥测设备还包括光参考模块，所述光参考模块设置于所述主体上，光参考模块包括：

27、参考气室，所述参考气室设置于所述主体上，参考气室内部填充有参考气体；

28、分光单元，所述分光单元配置成将所述光发射模块的出射光分成检测光和参考光，并使所述参考光照射向所述参考气室；

29、接收单元，所述接收单元配置成接收穿过参考气室的参考光；和

30、控制单元，所述控制单元配置成根据所述接收单元接收的参考光来控制所述光发射模块发射的出射光。

31、接收控制装置，所述接收控制装置配置成能够接收穿过参考气室的参考光，并能够控制所述光发射模块发射出射光。

32、根据本发明的一个方面，其中所述参考气室与所述安装部固定连接或一体成型。

33、根据本发明的一个方面，其中所述气体遥测设备还包括指示光发射部，所述指示光发射部设置于所述主体上，且指示光发射部发射光的光轴与所述检测光的光轴平行。

34、根据本发明的一个方面，其中所述光接收模块包括接收透镜、光电探测器和数据采集单元，所述接收透镜设置于所述主体上，接收透镜配置成能够接收所述检测光的反射光；所述光电探测器设置于所述接收透镜的光路下游以接收所述反射光，光电探测器配置成能够将光信号转化为电信号；所述数据采集单元配置成能够对所述电信号进行采集。

35、一种如前所述的气体遥测设备的装调方法，所述装调方法包括：

36、通过所述调整部和装调部调节所述光发射模块的方向，以使得所述光发射部模块出射光角度分别与所述光接收模块和所述接收单元的接收角度相匹配。

37、与现有技术相比，本发明提供了一种气体遥测设备的实施例，利用光发射模块中的调整部和散热部分别将热量传递到光发射模块的外部，并经过气体遥测设备主体传导热量，提高了散热效率，并使得散热更均匀，有效避免了气体遥测设备的过热问题，同时还提高了出射光功率，保障气体遥测设备正常使用，并且光发射模块的体积更小，气体遥测设备能够更加小型便捷，同时提高了光发射模块出射光功率，并通过外部调整光发射模块的布置形式，简化了光发射模块内部结构，生产加工过程简单，成本低廉，便于调节出射光的角度。

技术特征：

1.一种光发射模块，包括：

2.根据权利要求1所述的光发射模块，还包括整形透镜组，所述散热部具有周向的外壁，所述整形透镜组全部或部分设置于所述散热部的外壁内，整形透镜组配置成能够对光发射部的出射光进行准直。

3.根据权利要求1所述的光发射模块，还包括固定部，所述固定部设置于所述光发射部具有底座的一端，且与所述调整部固定连接，所述调整部与所述底座的底面对齐。

4.根据权利要求2所述的光发射模块，还包括装调部，所述装调部具有凸出所述散热部的凸起，所述凸起上具有调整孔，所述调整孔用于改变所述光发射模块的出射光方向。

5.根据权利要求4所述的光发射模块，其中所述装调部设于所述散热部靠近所述整形透镜组的一端。

6.根据权利要求1所述的光发射模块，其中所述散热部和所述调整部由金属材料一体制作成型。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的光发射模块，其中所述光发射部的热量由所述调整部传递至外部和/或散热部。

8.一种气体遥测设备，能够发射检测光，所述气体遥测设备包括：

9.根据权利要求8所述的气体遥测设备，其中所述光发射模块还包括整形透镜组，所述散热部具有周向的外壁，整形透镜组全部或部分设置于所述散热部的外壁内，所述整形透镜组配置成能够对光发射部的出射光进行准直。

10.根据权利要求9所述的气体遥测设备，其中所述光发射模块还包括装调部，所述装调部具有凸出散热部的凸起，所述凸起上具有调整孔，所述调整孔用于改变所述光发射模块的出射光方向。

11.根据权利要求8所述的气体遥测设备，其中所述主体具有安装部，所述调整部与所述安装部过盈配合，所述光发射部的热量经调整部传递至所述安装部。

12.根据权利要求11所述的气体遥测设备，还包括光参考模块，所述光参考模块设置于所述主体上，光参考模块包括：

13.根据权利要求12所述的气体遥测设备，其中所述参考气室与所述安装部固定连接或一体成型。

14.根据权利要求8-13中任一项所述的气体遥测设备，还包括指示光发射部，所述指示光发射部设置于所述主体上，且指示光发射部发射光的光轴与所述检测光的光轴平行。

15.根据权利要求8-13中任一项所述的气体遥测设备，其中所述光接收模块包括接收透镜、光电探测器和数据采集单元，所述接收透镜设置于所述主体上，接收透镜配置成能够接收所述检测光的反射光；所述光电探测器设置于所述接收透镜的光路下游以接收所述反射光，光电探测器配置成能够将光信号转化为电信号；所述数据采集单元配置成能够对所述电信号进行采集。

16.一种如权利要求8-13中任一项所述的气体遥测设备的装调方法，所述装调方法包括：

技术总结
本发明提供一种光发射模块、气体遥测设备以及装调方法，所述气体遥测设备能够发射检测光，包括主体、光发射模块和光接收模块，其中光发射模块设置于主体上，并能够发射出射光，光接收模块设置于主体上，能够接收检测光的反射光。光发射模块包括：光发射部、散热部和调整部，其中光发射部的一端具有底座，散热部环绕设置于光发射部的外侧，调整部与散热部连接，并环绕设置于光发射部具有底座的一端，用于调节光发射模块的角度。本发明的气体遥测设备利用光发射模块中的调整部和散热部分别将热量传递到光发射模块的外部，并经过气体遥测设备主体传导热量，最终实现气体遥测设备的散热，有效降低了气体遥测设备过热风险，同时提高了出射光功率。

技术研发人员：尚林乔,董明,向少卿
受保护的技术使用者：上海禾赛科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15