一种光学元件防护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光学仪器防护装置，属于精密测量技术领域，特别涉及一种适于开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统的光学元件防护装置。
【背景技术】
[0002]大气污染源种类繁多，化工工厂排放的废气作为大气污染源的主要组成部分之一，废气主要包括挥发性有机物(VOSs)、有毒气体(HAPs)、有机溶剂以及酸碱物质。随着国内环境问题越来越突出，公众的环保意识日渐提高，大气污染的关注程度越来越高。然而，工厂排放废气的浓度较低、种类较多、范围较广，极易受气象因素，如风向、风速影响。如何准确、及时、有效、可靠地监测大气污染源浓度，是十分迫切的棘手难题。传统的采样分析系统不能适于中小尺度规模的大气污染源的在线监测，难以根据设定阈值实时预警，更难以结合气象因素追溯大气污染源。传统的采样分析系统具有若干缺陷，主要是:测量范围窄、监测速度慢、监测种类少、检出限度高等，难以适于实时、广谱、灵敏的大气污染源监测需求。
[0003]开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统(OP-FTIR)相比于传统的采样分析系统，具有测量范围宽、检测速度快、监测种类多、检出限度低等优势，适于针对挥发性有机物、有毒气体、有机溶剂和酸碱物质的在线监测。开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统包括一 FTIR主机、一准直光学望远镜、一顶角反射棱镜阵列和一光谱分析软件及主机，如图6所示。所述开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统利用所述准直光学望远镜平行射出调制红外光束，调制红外光束穿过开放的环境空气，所述顶角反射棱镜阵列反射调制红外光束至所述准直光学望远镜。由于不同种类的大气污染物吸收不同波长的红外光，所述光谱分析组件解析反射回的调制红外光束的红外吸收光谱，即可在线监测光路沿线的大气污染物的平均浓度。所述FTIR主机进一步包括一干涉仪，动态直准的所述干涉仪可自动准直校准光路，避免振动和大气温度变化干扰所述开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统，确保所述开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统在恶劣环境中正常运行。
[0004]所述准直光学望远镜和所述顶角反射棱镜阵列是所述开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统重要的光学元件。当且仅当所述光学元件没有被污染和不受腐蚀的情况下才能确保所述光学元件发射的调制红外光束经过约1000米的光程后精确地返回至所述光学元件，同时返回至所述光学元件的调制红外光束的接收强度符合检测标准，确保所述开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统在恶劣环境中精准运行。
[0005]一般的，所述开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统适合安装于中小尺度规模区域，如化工工厂。由于化工工厂内厂房鳞次栉比，道路纵横，人员、车辆往来频繁，为了保证光路不被人员、车辆以及其他障碍物间歇性地或永久性地阻挡，通常将所述顶角反射棱镜阵列安装于高处，如水泥墩、化工槽架等处。所述顶角反射棱镜阵列均为露天设施，没有对应的防护装置。此外，所述开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统通常同时监测多条光路，所述开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统包括多个所述顶角反射棱镜阵列，所述FTIR主机控制所述准直光学望远镜依次扫描所述顶角反射棱镜阵列，所述FTIR主机同时监测多条光路的大气污染物的平均浓度。
[0006]值得一提的是，所述顶角反射棱镜阵列露天安装，处于化工工厂厂区内或周边的恶劣环境中。为了保证调制红外光束的精度和强度，所述顶角反射棱镜阵列的正前方不能安装光学玻璃等透明罩，导致所述顶角反射棱镜阵列长期直接暴露于恶劣环境中。因此，传统的所述开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统存在若干缺陷，主要是:所述光学元件长期直接暴露于恶劣环境中，所述光学元件的表面极易附着灰尘，灰尘中携带的酸性物质附着于所述光学元件的表面，日积月累便会腐蚀所述光学元件；所述光学元件长期直接暴露于恶劣环境中，当环境湿度较高时，酸性的小液滴直接粘附在所述光学元件的表面，进一步腐蚀所述光学元件；所述光学元件长期直接暴露于恶劣环境中，当环境温度较低时，所述光学元件的表面极易结霜，附着于所述光学元件的表面的霜露以及灰尘极易干扰调制红外光束的光路，导致所述光学元件不能准确接收反射回的调制红外光束，大大影响检测精度，甚至导致所述开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统监测失效；所述光学元件长期直接暴露于恶劣环境中，昆虫等生物常常受到所述光学元件吸引或误入所述开路式傅立叶变换红外光谱分析监测系统的监测范围，导致监测结果异常，引发误判。此外，由于所述顶角反射棱镜阵列包括多个棱镜，通常安装30个至60个所述棱镜，所述棱镜具有三个镜面，加之所述光学元件的安装位置较高，不适于完全清洁所述光学元件。另一方面，所述棱镜采用镀金工艺，偏差小于10角秒，加之所述光学元件需要的所述棱镜数量众多，不适于整体更换或部分更换所述光学元件，例行维护的成本较高。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的主要目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置适于增强所述光学元件的光学稳定性。
[0008]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置适于向所述光学元件主动提供防护措施，为所述光学元件创造洁净环境。
[0009]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置适于将所述光学元件区隔于外部环境。
[0010]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置适于延长所述光学元件的使用寿命，降低所述光学元件的维护成本。
[0011]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置适合加装于所述开路式傅立叶红外光谱分析监测系统。
[0012]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置适于降低所述调制红外光束的精度和强度的衰减率。
[0013]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置适于避免腐蚀所述光学元件。
[0014]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置适于防止灰尘附着于所述光学元件。
[0015]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置适于防止所述光学元件结霜。
[0016]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置适于防止昆虫等生物干扰所述光学元件。
[0017]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置适于大幅降低所述光学元件的清洁频次。
[0018]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置适于形成风幕区隔内外环境的空气。
[0019]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置的所述鼓风元件适于输出提供压缩空气。
[0020]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置的所述鼓风元件优选采用高压风机。
[0021]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置的所述净化元件过滤提供洁净空气。
[0022]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置的所述净化元件优选采用除尘除湿过滤器。
[0023]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置的所述延伸件遮风挡雨，减少所述光学元件的外部干扰。
[0024]本实用新型的另一目的在于提供一种光学元件防护装置，所述光学元件防护装置的所述延伸件优