一种FP腔单色仪及F-P腔红外气体探测器的制作方法

本申请属于气体探测，更具体地说，是涉及一种fp腔单色仪及f-p腔红外气体探测器。

背景技术：

1、当前，石油、化工等行业中，为了生产的安全，都安装有气体泄漏探测仪表，这些探测仪表中，有部分使用红外气体探测器，能够探测烷类气体、烯类气体等，红外气体探测器利用红外原理检测气体浓度，以红外吸收型为主，核心部件为红外传感器，红外传感器利用不同气体对红外波吸收程度不同，通过测量红外吸收波长来检测气体。但传统的多组分红外气体探测器往往是通过把封装好的单组分探测器进行简单的组合，所占体积大，光路的设计也难以紧凑。而红外可调滤波器可以灵活地从红外宽光谱中选择所需要的红外光谱成分进行探测或分析，因此，其可以用来对气体进行检测。现有的fp腔红外滤波器具有高精准度的优点，逐步被使用。如图1所示，本申请人之前申请的f-p腔红外气体探测器(申请号：20222255425.x)包括：可调激光器1、气室2、fp腔单色仪3、光探测器4、数据采集卡5、封装壳a6和封装壳b7，其中fp腔单色仪包括上反射镜面、压电陶瓷和下反射镜面，压电陶瓷设置在上反射镜面和下反射镜面之间，且压电陶瓷调节上下反射镜面之间的腔距，在实际工作过程中，发现由于压电陶瓷具有一定的数量，在装配过程中，上下反射镜面之间的平行容易受到压电陶瓷的影响，从而造成安装误差，导致f-p腔红外气体探测器测量出现不精准的情况。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种fp腔单色仪，以解决现有技术中压电陶瓷设置在上反射镜面和下反射镜面之间会导致测量不精准的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种fp腔单色仪，设于封装壳c内，包括：上反射镜面、压电陶瓷、下反射镜面、支撑环和聚四氟乙烯块，所述支撑环设置在所述上反射镜面和所述下反射镜面之间，所述聚四氟乙烯块设置在所述封装壳c的内壁上，所述压电陶瓷间隔设置有至少两个，两个所述压电陶瓷的一端设置在所述上反射镜面远离所述支撑环的一侧，另一端设置在所述聚四氟乙烯块上。

3、在一个实施方式中，所述支撑环为二氧化硅环。

4、在一个实施方式中，所述聚四氟乙烯块设置有两块且分别设置在所述封装壳c内的两端，一块所述聚四氟乙烯块与所述压电陶瓷连接，另一块所述聚四氟乙烯块与所述下反射镜面连接，所述聚四氟乙烯块为圆环块，中心可容光线通过。

5、在一个实施方式中，所述上反射镜面包括第一基底、第一增透膜和第一反射膜，所述第一增透膜和所述第一反射膜设置在所述第一基底的两侧，且所述第一反射膜靠近所述支撑环设置。

6、在一个实施方式中，所述下反射镜面包括第二基底、第二增透膜和第二反射膜，所述第二增透膜和所述第二反射膜设置在所述第二基底的两侧，且所述第二反射膜靠近所述支撑环设置。

7、本申请的另一目的在于提供一种f-p腔红外气体探测器，包括：光源、气室、光探测器、数据采集卡、封装壳a、封装壳b、封装壳c以及如上所述的fp腔单色仪；所述fp腔单色仪设于所述封装壳c内，所述封装壳c、光探测器和数据采集卡设置在所述封装壳a内；所述光源设于所述封装壳b内；所述光源的中心与所述fp腔单色仪、所述光探测器的中心在同一直线上；所述光源与所述fp腔单色仪之间设有所述气室；所述封装壳c设有通孔，所述封装壳a和所述封装壳b朝向所述气室的一侧设有与所述通孔同轴线的开口。

8、在一个实施方式中，所述光源为白炽灯或卤素灯所发射的白光，所述白光的波长为0.9μm-1.7μm。

9、在一个实施方式中，所述光探测器包括半导体衬底；所述半导体衬底为单晶硅、氧化硅和铟镓砷中的至少一种。

10、在一个实施方式中，所述数据采集卡为ram存储器。

11、在一个实施方式中，所述f-p腔红外气体探测器还包括图像显示装置；所述图像显示装置通过有线和/或无线方式与数据采集卡相连。数据采集卡不仅可以实现所得数据的存储和读取，还可以与计算机连接实现数据的实时传输，实现对待测气体的远程检测。进一步的，通过计算机连接多台f-p腔红外气体探测器还可以形成气体检测网络，实现对不同环境、不同组分待测气体的远程检测和实时监控。

12、本申请提供的fp腔单色仪及f-p腔红外气体探测器的有益效果在于：

13、第一、上反射镜面和下反射镜面之间设置支撑环，支撑环为整体结构且在安装过程中的应力很小，可以确保其平整度，这样降低了安装步骤及安装难度，有效保证了上反射镜面和下反射镜面之间的平行性，保证测量精准性；

14、第二、通过将压电陶瓷间隔设置在上反射镜面远离支撑环的一侧，这样方便压电陶瓷的安装，使得装配简单化，更容易实现上反射镜面和下反射镜面之间的平行性；

15、第三、聚四氟乙烯块可以增加弹性，减少损耗，增加使用寿命。

16、第四、封装壳a和封装壳b之间分体设置，因此，气室的大小可以根据实际需求进行调整，这样使得光源与fp腔单色仪之间的距离不受限制，探测空间广，易于捕捉气体情况，探测种类多，能包括绝大部分的有毒有害气体。

技术特征：

1.一种fp腔单色仪，设于封装壳c(8)内，其特征在于，包括：上反射镜面(31)、压电陶瓷(34)、下反射镜面(32)、支撑环(33)和聚四氟乙烯块(35)，所述支撑环(33)设置在所述上反射镜面(31)和所述下反射镜面(32)之间，所述聚四氟乙烯块(35)设置在所述封装壳c(8)的内壁上，所述压电陶瓷(34)间隔设置有至少两个，两个所述压电陶瓷(34)的一端设置在所述上反射镜面(31)远离所述支撑环(33)的一侧，另一端设置在所述聚四氟乙烯块(35)上。

2.如权利要求1所述的fp腔单色仪，其特征在于：所述支撑环(33)为二氧化硅环。

3.如权利要求1所述的fp腔单色仪，其特征在于：所述聚四氟乙烯块(35)设置有两块且分别设置在所述封装壳c(8)内的两端，一块所述聚四氟乙烯块(35)与所述压电陶瓷(34)连接，另一块所述聚四氟乙烯块(35)与所述下反射镜面(32)连接，所述聚四氟乙烯块(35)为圆环块，中心可容光线通过。

4.如权利要求3所述的fp腔单色仪，其特征在于：所述上反射镜面(31)包括第一基底(313)、第一增透膜(311)和第一反射膜(312)，所述第一增透膜(311)和所述第一反射膜(312)设置在所述第一基底(313)的两侧，且所述第一反射膜(312)靠近所述支撑环(33)设置。

5.如权利要求4所述的fp腔单色仪，其特征在于：所述下反射镜面(32)包括第二基底(323)、第二增透膜(321)和第二反射膜(322)，所述第二增透膜(321)和所述第二反射膜(322)设置在所述第二基底(323)的两侧，且所述第二反射膜(322)靠近所述支撑环(33)设置。

6.一种f-p腔红外气体探测器，其特征在于，包括：光源(1)、气室(2)、光探测器(4)、数据采集卡(5)、封装壳a(6)、封装壳b(7)、封装壳c(8)以及如权利要求1-5中任一项所述的fp腔单色仪(3)；所述fp腔单色仪(3)设于所述封装壳c(8)内，所述封装壳c(8)、光探测器(4)和数据采集卡(5)设置在所述封装壳a(6)内；所述光源(1)设于所述封装壳b(7)内；所述光源(1)的中心与所述fp腔单色仪(3)、所述光探测器(4)的中心在同一直线上；所述光源(1)与所述fp腔单色仪(3)之间设有所述气室(2)；所述封装壳c(8)设有通孔，所述封装壳a(6)和所述封装壳b(7)朝向所述气室(2)的一侧设有与所述通孔同轴线设置的开口。

7.如权利要求6所述的f-p腔红外气体探测器，其特征在于：所述光源(1)为白炽灯或卤素灯所发射的白光，所述白光的波长为0.9μm-1.7μm。

8.如权利要求6所述的f-p腔红外气体探测器，其特征在于：所述光探测器(4)包括半导体衬底；所述半导体衬底为单晶硅、氧化硅和铟镓砷中的至少一种。

9.如权利要求6所述的f-p腔红外气体探测器，其特征在于：所述数据采集卡(5)为ram存储器。

10.如权利要求6所述的f-p腔红外气体探测器，其特征在于：还包括图像显示装置；所述图像显示装置通过有线和/或无线方式与数据采集卡(5)相连。

技术总结
本申请涉及气体探测技术领域，提供一种FP腔单色仪及F‑P腔红外气体探测器，该FP腔单色仪，设于封装壳C内，包括：上反射镜面、压电陶瓷、下反射镜面、支撑环和聚四氟乙烯块，支撑环设置在上反射镜面和下反射镜面之间，压电陶瓷间隔设置有至少两个，两个压电陶瓷的一端设置在上反射镜面远离支撑环的一侧，另一端设置在聚四氟乙烯块上。上反射镜面和下反射镜面之间设置支撑环，支撑环为整体结构，这样降低了安装步骤及安装难度，有效保证了上反射镜面和下反射镜面之间的平行性，保证测量精准性；通过将压电陶瓷间隔设置在上反射镜面远离支撑环的一侧，这样方便压电陶瓷的安装，使得装配简单化，更容易实现上反射镜面和下反射镜面之间的平行性。

技术研发人员：范鹏,姜海,熊锋,刘俞含
受保护的技术使用者：湖南麓星光电科技有限公司
技术研发日：20221212
技术公布日：2024/1/12