成光点1-2，光束7在前后反射镜之间经如此多次反射后，光束通过前反射镜3上的出射通孔6 (光路图上记为
1-ll(out))经出射光纤准直器2耦合射出。在这个过程中，光束在两反射镜间的行进径迹为 H (in) — 2-1 — 1-2 — 2-2 — 1-3 — 2-3 — 1-4 — 2-4 — 1-5 — 2-5 — 1~6 — 2~6 — 1-7 — 2-7 — I_8 — 2~8 — 1-9 — 2~9 — 1-10 2-10 1-11 (out)，最后光束親合至出射光纤准直器2 ;光束经过20次反射，从而大大延长了光程。
[0026]实施例2
[0027]本实施例的一种痕量气体传感器气室，如图5所不，包括由前端面8、后端面9和侧壁11围设形成的用于气体吸收的吸收腔室12，所述前端面8、后端面9上分别设有通向吸收腔室12且同轴的轴孔，轴孔内分别安装有前反射镜3、后反射镜4，所述前反射镜3和后反射镜4均为凹球面的圆形反射镜，所述前反射镜3和后反射镜4的凹球面相对(凹球面均朝向吸收腔室)且同光轴设置；所述前反射镜3的镜面上设有两个平行的通孔，分别为入射通孔5和出射通孔6，所述入射通孔5与出射通孔6以前反射镜3的光轴为对称轴对称设置；所述前反射镜3远离后反射镜4的外侧设有准直器支架10，所述准直器支架10上设有入射光纤准直器I和出射光纤准直器2，所述入射光纤准直器1、出射光纤准直器2分别与所述入射通孔3、出射通孔4同轴设置，用于使入射光纤准直器I发射的光束通过前反射镜3上的入射通孔5射入所述吸收腔室12并射向后反射镜4，在所述吸收腔室12内、前后反射镜之间经数次反射后，通过前反射镜3上的出射通孔6经出射光纤准直器2耦合射出。
[0028]本实施例的一种痕量气体传感器气室的光路，同实施例1如图2、3、4所不，激光光束由入射光纤准直器I发射，通过前反射镜3上的入射通孔5 (光路图上记为1-1 (in))射入吸收腔室12，在后反射镜4上形成第一个光电2-1，反射后，光束7在前反射镜3上形成光点1-2，光束7在吸收腔室12内、前后反射镜之间经多次反射后，光束通过前反射镜3上的出射通孔6(光路图上记为l-ll(out))经出射光纤准直器2耦合射出。在这个过程中，光束在两反射镜间的行进径迹为1-1 (in) — 2-1 — 1-2 — 2-2 — 1-3 — 2-3 — 1-4 — 2-4 — 1-5 —
2-5一 1-6 一 2-6 一 1-7 一 2-7 一 1-8 一 2-8 一 1-9 一 2-9 一 1-10—2-10—1-11 (out)，最后光束耦合至出射光纤准直器2 ;光束经过20次反射，从而大大延长了在吸收腔室内的光程。该痕量气体传感器气室具有较长的光程，满足光纤在线检测的要求，减小了光纤气体传感器的体积，提高了气体检测的灵敏度和精确度，使光纤气体传感器结构紧凑，能对痕量气体实现精确探测；采用光纤准直器耦合出入光束，便于现场安装使用，易于组网，适合推广应用。
【主权项】
1.一种痕量气体传感器光路系统，其特征在于:包括入射光纤准直器、出射光纤准直器、前反射镜和后反射镜，所述前反射镜和后反射镜均为凹球面反射镜，且前反射镜与后反射镜的凹球面相对设置；所述前反射镜的镜面上设有两个平行的通孔，分别为入射通孔和出射通孔；所述入射光纤准直器、出射光纤准直器分别与所述入射通孔、出射通孔同轴，且设置在前反射镜远离后反射镜的外侧，用于使入射光纤准直器发射的光束通过前反射镜上的入射通孔射向后反射镜，在前后反射镜之间经数次反射后，通过前反射镜上的出射通孔经出射光纤准直器射出。
2.根据权利要求1所述的痕量气体传感器光路系统，其特征在于:所述前反射镜与后反射镜的凹球面上均镀设有高反射率膜层。
3.根据权利要求1或2所述的痕量气体传感器光路系统，其特征在于:所述前反射镜与后反射镜同光轴设置。
4.根据权利要求3所述的痕量气体传感器光路系统，其特征在于:所述入射通孔与出射通孔以前反射镜的光轴为对称轴对称设置。
5.一种痕量气体传感器气室，其特征在于:包括由前端面、后端面和侧壁围设形成的用于气体吸收的吸收腔室，所述前端面、后端面上分别安装有前反射镜、后反射镜，所述前反射镜和后反射镜均为凹球面反射镜，且凹球面相对设置；所述前反射镜的镜面上设有两个平行的通孔，分别为入射通孔和出射通孔；所述前反射镜远离后反射镜的外侧设有准直器支架，所述准直器支架上设有入射光纤准直器和出射光纤准直器，所述入射光纤准直器、出射光纤准直器分别与所述入射通孔、出射通孔同轴设置，用于使入射光纤准直器发射的光束通过前反射镜上的入射通孔射向后反射镜，在所述吸收腔室内、前后反射镜之间经数次反射后，通过前反射镜上的出射通孔经出射光纤准直器射出。
6.根据权利要求5所述的痕量气体传感器气室，其特征在于:所述前反射镜与后反射镜的凹球面上均镀设有高反射率膜层。
7.根据权利要求5或6所述的痕量气体传感器气室，其特征在于:所述前反射镜与后反射镜同光轴设置。
8.根据权利要求7所述的痕量气体传感器气室，其特征在于:所述入射通孔与出射通孔以前反射镜的光轴为对称轴对称设置。
【专利摘要】本实用新型公开了一种痕量气体传感器光路系统及气室，所述光路系统包括入射光纤准直器、出射光纤准直器、前反射镜和后反射镜，前反射镜和后反射镜均为凹球面反射镜且凹球面相对设置；前反射镜的镜面上设有平行的入射通孔和出射通孔；入射光纤准直器、出射光纤准直器分别与入射通孔、出射通孔同轴且设置在前反射镜远离后反射镜的外侧，用于使入射光纤准直器发射的光束通过前反射镜上的入射通孔射向后反射镜，在前后反射镜之间经数次反射后，通过前反射镜上的出射通孔经出射光纤准直器射出。本实用新型的光路系统，光束在前后反射镜之间多次反射，在有限空间内达到非常大的吸收光程，适用于结构紧凑、精确探测痕量气体的光纤气体传感器。
【IPC分类】G01N21-31, G01N21-01
【公开号】CN204302180
【申请号】CN201420832104
【发明人】刘鑫鑫, 詹方易, 周慧峰, 赵娟娟
【申请人】郑州光力科技股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月24日