一種便攜式長(zhǎng)光程吸收池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種光譜分析法使用的吸收池。
【背景技術(shù)】
[0002 ]燃煤電廠提供電力的同時(shí)帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。它排放的S02、氮氧化物、COx和煙塵是污染大氣的主要物質(zhì)。SO2進(jìn)入人體后會(huì)在呼吸道生成具有腐蝕性的酸性物質(zhì)，對(duì)人體產(chǎn)生危害。氮氧化物的主要成分為是NO，它在空氣中易被氧化成N02，而大氣中少量的NO2即可誘發(fā)光化學(xué)煙霧，NO2也可對(duì)呼吸系統(tǒng)造成破壞并會(huì)刺激眼睛。為了控制污染氣體的排放，在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣中污染物的含量是必不可少的措施。
[0003]污染氣體的監(jiān)測(cè)技術(shù)主要有化學(xué)法和光學(xué)法。其中化學(xué)法主要包括熱催化法、電化學(xué)法以及氣相色譜法等，這些方法很難實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，一般只限于單點(diǎn)測(cè)量，而且故障率高，需要定期維護(hù)更新。相比之下，光學(xué)方法特別是光譜學(xué)測(cè)量方法能夠滿足在線監(jiān)測(cè)的要求，具有測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好、成本低、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)量小等優(yōu)點(diǎn)，并可同時(shí)監(jiān)測(cè)多種氣體成分。因此，采用光譜學(xué)方法對(duì)氣體污染物進(jìn)行分析已經(jīng)成為排放污染物監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要發(fā)展方向。
[0004]光譜法測(cè)量的重要環(huán)節(jié)是氣體吸收，需要在一定的吸收池里進(jìn)行。吸收池的材料、密封性以及對(duì)光的吸收等特性都對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。多數(shù)需要監(jiān)測(cè)的污染氣體都是低濃度物質(zhì)，其濃度一般低于ppm量級(jí)甚至ppb量級(jí)，對(duì)于采用紫外、紅外光譜法監(jiān)測(cè)氣體的濃度，使用普通的吸收池很難達(dá)到監(jiān)測(cè)要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種便攜式長(zhǎng)光程吸收池，通過(guò)相互配合的三棱鏡和平凸透鏡使入射光經(jīng)多次反射達(dá)到較長(zhǎng)的光程，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用光譜法實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)煙氣的濃度，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高的特點(diǎn)。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種便攜式長(zhǎng)光程吸收池，它包括長(zhǎng)方形的吸收池體、聚光裝置、反射裝置及進(jìn)出氣接頭，所述聚光裝置包括設(shè)置于吸收池體側(cè)壁的入射端和出射端;所述反射裝置設(shè)置在吸收池體內(nèi)部，反射裝置包括三棱鏡和平凸透鏡，若干塊三棱鏡依次相互對(duì)應(yīng)設(shè)置構(gòu)成光線的反射光路，每塊三棱鏡內(nèi)側(cè)并排設(shè)置兩個(gè)平凸透鏡。
[0008]上述便攜式長(zhǎng)光程吸收池，所述聚光裝置分別固定在聚四氟乙烯管內(nèi)，聚四氟乙烯管與吸收池體通過(guò)螺紋連接，連接處設(shè)置密封橡膠圈。
[0009]上述便攜式長(zhǎng)光程吸收池，所述三棱鏡為石英材料制成的截面為等腰直角的三棱柱體，兩個(gè)直角邊為反射邊，直角邊的外部貼有反射膜。
[0010]上述便攜式長(zhǎng)光程吸收池，所述平凸透鏡為JGSl的石英透鏡。
[0011]本實(shí)用新型采用多個(gè)三棱鏡和平凸透鏡相互組合，光線在吸收池內(nèi)多次反射達(dá)到較長(zhǎng)的光程，經(jīng)過(guò)多次反射聚焦使氣體在此吸收池內(nèi)能夠充分吸收，從而提高測(cè)量精度以實(shí)現(xiàn)低濃度污染氣體的檢測(cè)，還可通過(guò)增加三棱鏡和平凸透鏡的組合數(shù)量調(diào)節(jié)反射次數(shù)來(lái)改變光程長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)不同污染程度的檢測(cè)。適用于日常的實(shí)時(shí)在線環(huán)境監(jiān)測(cè)和應(yīng)急監(jiān)測(cè)，對(duì)于排放污染物監(jiān)測(cè)技術(shù)和改善空氣質(zhì)量具有重要的意義。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、便于攜帶等特點(diǎn)。
[0012]采用多個(gè)三棱鏡反射入射光，并在光線的傳播路徑上安放平凸透鏡，避免了光線單程距離較長(zhǎng)時(shí)，在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)光線的發(fā)散現(xiàn)象，以達(dá)到光線準(zhǔn)直的目的，從而將能量的損失降到最低。采用聚四氟乙烯管螺紋連接吸收池池體，保證了光全部進(jìn)入吸收池。聚四氟乙烯管與吸收池池之間的螺紋連接處安裝密封橡膠圈，使吸收池池構(gòu)成一個(gè)完全封閉的氣室，封閉性能好。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型平凸透鏡的原理圖。
[0015]圖中各標(biāo)號(hào)清單為:1、出射端，2、吸收池體，3、平凸透鏡，4、三棱鏡，5、亞克力底板，6、密封橡膠圈，7、進(jìn)出氣接頭，8、入射端。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括吸收池體2、聚光裝置、反射裝置及進(jìn)出氣接頭7。所述吸收池體2為長(zhǎng)方體形狀，由六塊亞克力板通過(guò)強(qiáng)力膠互相粘接構(gòu)成，亞克力板經(jīng)激光切割邊緣整齊、精確，粘合時(shí)相鄰亞克力板的縫隙為最小，使其構(gòu)成的氣室密封性能好。所述聚光裝置包括入射端8和出射端I，它們分別固定在聚四氟乙烯管內(nèi)，兩個(gè)聚四氟乙烯管分別安裝在吸收池體2的側(cè)壁上，聚四氟乙烯管與吸收池通過(guò)螺紋相連接，在螺紋的連接處設(shè)置密封橡膠圈6，保證吸收池的密封性能。
[0018]所述反射裝置設(shè)置在吸收池體2內(nèi)部，它包括四塊三棱鏡4和八塊平凸透鏡3，三棱鏡4和平凸透鏡3經(jīng)精密計(jì)算依次相互對(duì)應(yīng)設(shè)置構(gòu)成光線的反射光路，四塊三棱鏡分為兩組分別安裝在位于吸收池體2兩端的亞克力底板5上。亞克力底板5固定在吸收池底面上，用于支撐三棱鏡4，亞克力底板5與三棱鏡4通過(guò)強(qiáng)力膠水連接，堅(jiān)固可靠。所述三棱鏡4是采用石英材料制作的等腰直角的三棱柱體，三棱柱的底面為平面，安裝時(shí)以底面為基準(zhǔn)。三棱鏡的兩個(gè)直角邊為反射邊，直角邊的外部貼有反射膜。入射光線從三棱鏡的底邊進(jìn)入后經(jīng)過(guò)兩個(gè)直角邊的反射從底邊射出。每個(gè)三棱鏡4的內(nèi)側(cè)并排設(shè)置兩個(gè)平凸透鏡3，分別對(duì)應(yīng)于三棱鏡的入射光線和出射光線。平凸透鏡3的凸面與三棱鏡4相對(duì)，用于匯聚傳輸過(guò)程中發(fā)散的光線，并經(jīng)過(guò)三棱鏡反射后將入射光聚集起來(lái)以傳遞給下一個(gè)光路。所述平凸透鏡3采用材料為JGSl的石英透鏡，石英材料在紫外光200-290nm波段有很好的透過(guò)率，能夠在材料上將光強(qiáng)的損失降到最低。
[0019]兩個(gè)聚四氟乙烯管上分別開有進(jìn)出氣接頭7，所述進(jìn)出氣接頭7為直徑為6mm的通孔，用于連接外部氣源氣管。
[0020]以下對(duì)本實(shí)用新型的工作過(guò)程做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0021]檢測(cè)時(shí)，將吸收池體2平行放置在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，防止光路發(fā)生傾斜導(dǎo)致吸收池內(nèi)氣體不能完全吸收，兩個(gè)Φ6的進(jìn)出氣接頭7分別接氣源和排氣室。聚光裝置的入射端8連接光源，出射端I對(duì)接分析儀，安裝好后，打開氙燈光源，光線在吸收池中經(jīng)過(guò)三棱鏡4和平凸透鏡3的多次反射后射出，通過(guò)出射端I的聚四氟乙烯管由單色分析儀接收，通過(guò)數(shù)據(jù)采集器接收后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便攜式長(zhǎng)光程吸收池，它包括長(zhǎng)方形的吸收池體(2)、聚光裝置、反射裝置及進(jìn)出氣接頭(7)，所述聚光裝置包括設(shè)置于吸收池體(2)側(cè)壁的入射端(8)和出射端(I);其特征在于，所述反射裝置設(shè)置在吸收池體(2)內(nèi)部，反射裝置包括三棱鏡(4)和平凸透鏡(3)，若干塊三棱鏡(4)依次相互對(duì)應(yīng)設(shè)置構(gòu)成光線的反射光路，每塊三棱鏡(4 )內(nèi)側(cè)并排設(shè)置兩個(gè)平凸透鏡(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式長(zhǎng)光程吸收池，其特征在于，所述聚光裝置分別固定在聚四氟乙烯管內(nèi)，聚四氟乙烯管與吸收池體(2)通過(guò)螺紋連接，連接處設(shè)置密封橡膠圈(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式長(zhǎng)光程吸收池，其特征在于，所述三棱鏡(4)為石英材料制成的截面為等腰直角的三棱柱體，兩個(gè)直角邊為反射邊，直角邊的外部貼有反射膜。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式長(zhǎng)光程吸收池，其特征在于，所述平凸透鏡(3)為JGSl的石英透鏡。
【專利摘要】一種便攜式長(zhǎng)光程吸收池，它包括長(zhǎng)方形的吸收池體、聚光裝置、反射裝置及進(jìn)出氣接頭，所述聚光裝置包括設(shè)置于吸收池體側(cè)壁的入射端和出射端；所述反射裝置設(shè)置在吸收池體內(nèi)部，反射裝置包括三棱鏡和平凸透鏡，若干塊三棱鏡依次相互對(duì)應(yīng)設(shè)置構(gòu)成光線的反射光路，每個(gè)三棱鏡的內(nèi)側(cè)并排設(shè)置兩個(gè)平凸透鏡。上述吸收池通過(guò)相互配合的三棱鏡和平凸透鏡使入射光經(jīng)多次反射達(dá)到較長(zhǎng)的光程，應(yīng)用光譜法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)煙氣的濃度，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高的特點(diǎn)。
【IPC分類】G01N21/01
【公開號(hào)】CN205317651
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620020510
【發(fā)明人】鄭海明, 李長(zhǎng)朝
【申請(qǐng)人】華北電力大學(xué)（保定）
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月11日