一種自校準(zhǔn)氣室及光纖氣體傳感器檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自校準(zhǔn)氣室及光纖氣體傳感器檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖氣體傳感技術(shù)是一項(xiàng)具有廣闊發(fā)展前景的新型技術(shù)，光纖傳感器具有能耗小、傳輸遠(yuǎn)、信號穩(wěn)定、不受電磁場干擾等特點(diǎn)，能夠在高溫、高壓、低溫、強(qiáng)腐蝕惡劣環(huán)境下工作，具有傳統(tǒng)傳感技術(shù)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，目前已開始應(yīng)用在工業(yè)氣體監(jiān)測、實(shí)驗(yàn)室氣體檢測和煤炭開采甲烷氣體監(jiān)測等領(lǐng)域。自校準(zhǔn)氣室是光纖傳感器系統(tǒng)監(jiān)測的核心部件，它直接關(guān)系到系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的自校準(zhǔn)氣室如申請?zhí)枮?00710093038.8、授權(quán)公告號為CN101441173 B的中國專利公開的校準(zhǔn)氣室，包括金屬圓筒形式的外殼，外殼的兩端開口分別設(shè)有光學(xué)窗口和反射鏡，光纖準(zhǔn)直器安裝在光學(xué)窗口上外殼的外周面上還設(shè)有開孔，開孔上焊接一個(gè)壓力膜盒，外殼和壓力膜盒一起形成一個(gè)密封的氣體容納腔，氣體容納腔內(nèi)充滿100%的常壓被測氣體作為標(biāo)準(zhǔn)氣體。當(dāng)外界氣壓改變的時(shí)候，壓力膜盒可以變形以平衡內(nèi)外氣壓，使校準(zhǔn)氣室的內(nèi)部氣壓始終和待測氣體容器被測氣體氣壓保持平衡。使用時(shí)，光經(jīng)光纖準(zhǔn)直器從光學(xué)窗口入射，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)氣體后被反射鏡反射回來，再次經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)氣體，然后由光學(xué)窗口輸出。上述氣體傳感器檢測系統(tǒng)中的自校準(zhǔn)氣室采用反射光路，為了保證光路準(zhǔn)確，制造精度要求很高，對使用環(huán)境要求也較高，并且容易損壞、不易維護(hù)，制造、使用成本高，同時(shí)，光學(xué)窗口容易對管路產(chǎn)生干涉，影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種易于制造和維護(hù)的自校準(zhǔn)氣室，同時(shí)，本實(shí)用新型還提供了一種使用該自校準(zhǔn)氣室的光纖氣體傳感器系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型中一種自校準(zhǔn)氣室采用的技術(shù)方案是:一種自校準(zhǔn)氣室，包括設(shè)有氣體容納腔的殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有用于同時(shí)支撐成對設(shè)置的光纖準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直器支撐座，所述準(zhǔn)直器支撐座上設(shè)有供成對設(shè)置的兩光纖準(zhǔn)直器分別固定并相互對正的準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)。
[0006]所述殼體為筒體，筒體軸向兩端的開口處設(shè)有端蓋，所述準(zhǔn)直器支撐座懸伸固定在其中一只端蓋上。
[0007]固定有準(zhǔn)直器支撐座的所述端蓋上設(shè)有支撐平臺，所述準(zhǔn)直器支撐座的對應(yīng)端固定在所述支撐平臺上。
[0008]所述準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)為V形支撐面，兩所述V形支撐面之間設(shè)有凹槽。
[0009]所述殼體的外周面上設(shè)有供氣體進(jìn)入的進(jìn)氣接頭和供氣體排出的出氣接頭。
[0010]兩所述端蓋的外側(cè)面上分別設(shè)有沉孔，所述沉孔的底壁上設(shè)有供光纖穿過的光纖穿孔，對應(yīng)的光纖穿過所述光纖穿孔并通過灌注在沉孔中的膠液密封。
[0011]本實(shí)用新型中光纖氣體傳感器檢測系統(tǒng)采用的技術(shù)方案是:光纖氣體傳感器檢測系統(tǒng)，包括自校準(zhǔn)氣室，所述自校準(zhǔn)氣室包括設(shè)有氣體容納腔的殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有用于同時(shí)支撐成對設(shè)置的光纖準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直器支撐座，所述準(zhǔn)直器支撐座上設(shè)有供成對設(shè)置的兩光纖準(zhǔn)直器分別固定并相互對正的準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)。
[0012]所述殼體為筒體，筒體軸向兩端的開口處設(shè)有端蓋，所述準(zhǔn)直器支撐座懸伸固定在其中一只端蓋上。
[0013]所述準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)為V形支撐面，兩所述V形支撐面之間設(shè)有凹槽。
[0014]所述殼體的外周面上設(shè)有供氣體進(jìn)入的進(jìn)氣接頭和供氣體排出的出氣接頭。
[0015]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，自校準(zhǔn)氣室包括設(shè)有氣體容納腔的殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有用于同時(shí)支撐成對設(shè)置的光纖準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直器支撐座，所述準(zhǔn)直器支撐座上設(shè)有供成對設(shè)置的兩光纖準(zhǔn)直器分別固定并相互對正的準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)，制造時(shí)，只要保證對準(zhǔn)直器支撐座上準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)的加工精度即可為成對光纖準(zhǔn)直器的對正提供良好的基礎(chǔ)，便于制造、組裝，并且兩只光纖準(zhǔn)直器同時(shí)設(shè)置在準(zhǔn)直器支撐座上容易保證相對位置，也便于進(jìn)行維護(hù)。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型中一種自校準(zhǔn)氣室的一個(gè)實(shí)施例的立體圖；
[0017]圖2是圖1中自校準(zhǔn)氣室的主視圖；
[0018]圖3是圖2的剖視圖。
[0019]圖中各附圖標(biāo)記對應(yīng)的名稱為:1-殼體，2_固定端蓋，3_密封端蓋，4_0形密封圈，5-進(jìn)氣接頭，6-出氣接頭，7-支撐平臺，8-準(zhǔn)直器支撐座，9-光纖，10-光纖準(zhǔn)直器，I1-V形槽，12-凹槽，13-螺釘，14-沉孔，15-止旋卡槽。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本實(shí)用新型中一種自校準(zhǔn)氣室的一個(gè)實(shí)施例如圖1~圖3所示，包括筒狀的殼體1、分別設(shè)置在殼體I軸向兩端的開口處的固定端蓋2和密封端蓋3，殼體I的外周面上設(shè)有間隔布置的進(jìn)氣接頭5和出氣接頭6，殼體I內(nèi)設(shè)有用于同時(shí)支撐成對設(shè)置的光纖準(zhǔn)直器10的準(zhǔn)直器支撐座8。
[0021]殼體I的兩端分別設(shè)有內(nèi)螺紋，固定端蓋2和密封端蓋3上均設(shè)有外螺紋并通過外螺紋旋裝在殼體I上。為保證密封效果，固定端蓋2和密封端蓋3與殼體I之間分別設(shè)有對應(yīng)的O形密封圈4。為了便于固定端蓋2和密封端蓋3的安裝，殼體I中部的外周面上設(shè)有底面為平面的止旋卡槽15，便于使用相應(yīng)的工具進(jìn)行裝夾。
[0022]準(zhǔn)直器支撐座8的兩端設(shè)有V形槽11，形成V形支撐面，對應(yīng)的光纖準(zhǔn)直器10能夠支撐在V形槽11的槽壁上實(shí)現(xiàn)定位，V形槽11構(gòu)成準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)。采用V形槽11對光纖準(zhǔn)直器10進(jìn)行支撐能夠?qū)崿F(xiàn)自動對中，提高安裝精度。兩光纖準(zhǔn)直器10的端面之間的距離為氣體吸收光程L，可在安裝時(shí)根據(jù)使用情況進(jìn)行調(diào)整。兩V形支撐面之間設(shè)有凹槽12，能夠避免對光路造成影響，并可以減輕整體重量。固定端蓋2的內(nèi)端設(shè)有支撐平臺7，支撐平臺7上設(shè)有螺紋孔，準(zhǔn)直器支撐座8的對應(yīng)端通過四顆螺釘13固定在支撐平臺7上，固定端蓋2旋裝到殼體I上以后，準(zhǔn)直器支撐座8能夠懸伸設(shè)置在殼體I內(nèi)。
[0023]固定端蓋2和密封端蓋3的外側(cè)面上分別設(shè)有沉孔14，沉孔14的底壁上設(shè)有供光纖9穿過的光纖穿孔，連接在兩光纖準(zhǔn)直器10上的光纖9穿過所述光纖穿孔而引出，并通過灌注在沉孔14中的膠液實(shí)現(xiàn)密封，密封效果好，易于實(shí)現(xiàn)。
[0024]進(jìn)氣接頭5和出氣接頭6對應(yīng)于兩V形槽之間的位置設(shè)置，用于構(gòu)成氣體檢測通道，氣體采集完畢后將進(jìn)氣接頭5和出氣接頭6密封，使氣體保存在氣體容納腔中。
[0025]上述自校準(zhǔn)氣室的設(shè)計(jì)原理如下:激光光源匯聚后進(jìn)入光纖9，通過光纖9和光纖準(zhǔn)直器10傳輸進(jìn)入氣體容納腔，光穿過氣體容納腔時(shí)經(jīng)被測氣體吸收，傳出后由光纖9傳輸進(jìn)行分析，由傳感器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。根據(jù)Beer—Lambert定律，通過吸光度和下式推算出監(jiān)測氣體濃度:
[0026]1=Ii e_LCK
[0027]式中:Ii為輸入光強(qiáng)；1為輸出光強(qiáng)；C為氣體濃度；L表不光福射經(jīng)過吸收氣體的路程；K表示待測吸收系數(shù)；LCK為吸光度。
[0028]使用時(shí)，先分別對不同組分的標(biāo)準(zhǔn)濃度氣體進(jìn)行標(biāo)定，確定各組分氣體在系統(tǒng)中的吸收系數(shù)K，再根據(jù)總吸光度等于各組分吸光度之和，從而實(shí)現(xiàn)對氣體濃度的分析和監(jiān)測。
[0029]上述殼體1、固定端蓋2、密封端蓋3、進(jìn)氣接頭5、出氣接頭6和準(zhǔn)直器支撐座8均采用優(yōu)質(zhì)304不銹鋼制成，并且表面經(jīng)耐腐蝕鈍化處理，能夠適應(yīng)惡劣的使用環(huán)境。并且，準(zhǔn)直器支撐座8采用可拆結(jié)構(gòu)，制造、維護(hù)方便，成本低廉，兩只光纖準(zhǔn)直器10均固定在準(zhǔn)直器支撐座8上實(shí)現(xiàn)對正，性能穩(wěn)定、可靠，能夠有效提高光纖傳感系統(tǒng)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。本實(shí)用新型中光纖氣體傳感器檢測系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例即使用上述自校準(zhǔn)氣室的光纖氣體傳感器檢測系統(tǒng)，此處不再贅述。
[0030]在上述實(shí)施例中，準(zhǔn)直器支撐座8可拆設(shè)置，并且固定在殼體I的固定端蓋2上，而準(zhǔn)直器支撐座8上的準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)為V形支撐面。在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，準(zhǔn)直器支撐座8也可以固定設(shè)置，例如固定設(shè)置在對應(yīng)的端蓋上或者殼體的內(nèi)壁上，殼體I的形狀也不限于筒體形狀，只要能夠形成氣體容納腔即可。另外，準(zhǔn)直器支撐座8上的準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)也可以為其他形式，例如供光纖準(zhǔn)直器10插裝固定的插裝座。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自校準(zhǔn)氣室，包括設(shè)有氣體容納腔的殼體，其特征在于:所述殼體內(nèi)設(shè)有用于同時(shí)支撐成對設(shè)置的光纖準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直器支撐座，所述準(zhǔn)直器支撐座上設(shè)有供成對設(shè)置的兩光纖準(zhǔn)直器分別固定并相互對正的準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自校準(zhǔn)氣室，其特征在于:所述殼體為筒體，筒體軸向兩端的開口處設(shè)有端蓋，所述準(zhǔn)直器支撐座懸伸固定在其中一只端蓋上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自校準(zhǔn)氣室，其特征在于:固定有準(zhǔn)直器支撐座的所述端蓋上設(shè)有支撐平臺，所述準(zhǔn)直器支撐座的對應(yīng)端固定在所述支撐平臺上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種自校準(zhǔn)氣室，其特征在于:所述準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)為V形支撐面，兩所述V形支撐面之間設(shè)有凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種自校準(zhǔn)氣室，其特征在于:所述殼體的外周面上設(shè)有供氣體進(jìn)入的進(jìn)氣接頭和供氣體排出的出氣接頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種自校準(zhǔn)氣室，其特征在于:兩所述端蓋的外側(cè)面上分別設(shè)有沉孔，所述沉孔的底壁上設(shè)有供光纖穿過的光纖穿孔，對應(yīng)的光纖穿過所述光纖穿孔并通過灌注在沉孔中的膠液密封。
7.光纖氣體傳感器檢測系統(tǒng)，包括自校準(zhǔn)氣室，所述自校準(zhǔn)氣室包括設(shè)有氣體容納腔的殼體，其特征在于:所述殼體內(nèi)設(shè)有用于同時(shí)支撐成對設(shè)置的光纖準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直器支撐座，所述準(zhǔn)直器支撐座上設(shè)有供成對設(shè)置的兩光纖準(zhǔn)直器分別固定并相互對正的準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖氣體傳感器檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述殼體為筒體，筒體軸向兩端的開口處設(shè)有端蓋，所述準(zhǔn)直器支撐座懸伸固定在其中一只端蓋上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的光纖氣體傳感器檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)為V形支撐面，兩所述V形支撐面之間設(shè)有凹槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的光纖氣體傳感器檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述殼體的外周面上設(shè)有供氣體進(jìn)入的進(jìn)氣接頭和供氣體排出的出氣接頭。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種自校準(zhǔn)氣室及光纖氣體傳感器檢測系統(tǒng)。其中一種自校準(zhǔn)氣室包括設(shè)有氣體容納腔的殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有用于同時(shí)支撐成對設(shè)置的光纖準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直器支撐座，所述準(zhǔn)直器支撐座上設(shè)有供成對設(shè)置的兩光纖準(zhǔn)直器分別固定并相互對正的準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)。制造時(shí)，只要保證對準(zhǔn)直器支撐座上準(zhǔn)直器安裝結(jié)構(gòu)的加工精度即可為成對光纖準(zhǔn)直器的對正提供良好的基礎(chǔ)，便于制造、組裝，兩只光纖準(zhǔn)直器相對位置容易保證，性能穩(wěn)定，也便于進(jìn)行維護(hù)。
【IPC分類】G01N21-31
【公開號】CN204346907
【申請?zhí)枴緾N201420863988
【發(fā)明人】姚勇, 張小亮, 詹放易, 黃理瑞
【申請人】鄭州光力科技股份有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月31日