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专利名称：一种用光干涉法测量气体浓度的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光学电子技术领域，具体涉及ー种检测气体浓度的装置。
背景技术：
现阶段对光的干涉现象的应用相当广泛，可以利用等厚干涉条纹和等倾干涉条纹来測量微小长度和折射率。目前已有的用来測量气体浓度的仪器大多数都是针对大型煤矿设计的，自身存在ー些亟待解决的问题，如:1.设备造价高，系统过于庞大，运行维护费用高；2.传感器测量稳定性差，调校频繁，使用寿命短；3.系统设备可靠性差，必须依赖专业的设备人员和维护团队。
发明内容针对上述不足，我们在迈克尔逊干涉仪的基础上设计出ー种应用于测量气体浓度的装置，利用激光在空气和不同气体中折射率不同而产生光程差，引起干渉条纹变化来实现对不同瓦斯浓度的測定。该装置采用迈克尔逊干涉仪、光电传感装置、LED显示器和多等级自动声音提示装置四个基本単元。所述迈克尔逊干涉仪包括激光束发生器、ー块扩束透镜、ー块分光板、ー块光补偿板、两个玻璃气体室和两块平面反射镜；所述扩束透镜布置在激光束发生器的发射光路上，分光板和光补偿板相互平行，依次布置在扩束透镜后；两个玻璃气体室一个是标准气体玻璃气体室，ー个是实验气体玻璃气体室。所述标准气体玻璃气体室布置在分光板的反射光路上，其后方设置ー块平面反射镜，所述实验气体玻璃气体室布置在光补偿板的投射光路上，其后方设置另ー块平面反射镜；所述光电传感装置布置在经分光板汇聚后的光路上，用于感应干涉条纹，并且将连续变化的模拟信号转化为稳定数字信号。所述LED显示屏与光电传感装置连接。所述显示器依靠已有的数据库，运用一定的算法计算出待测气体的浓度，并送至LED屏幕显示出来。所述多等级自动声音提示装置与显示器相连。在瓦斯浓度在正常阀值时亮绿灯，当瓦斯浓度超出设定的ー级报警阀值时亮黄灯并发声报警，当瓦斯浓度超出设定的ニ级报警阀值时亮红灯并发声报警。本装置的优点是准确度高，測量范围广，基础设备简单、坚固耐用，校正容易；自带气体浓度数字显示系统和多等级提醒系统，使操作直观快捷。

图1是整个装置的系统结构框图；图2是装置原理图。
具体实施方式

以下结合附图详细说明本装置:整个装置系统结构框如图1所示，激光发生器I和实验气体玻璃气体室3与迈克尔逊干涉仪组合，迈克尔逊干涉条纹观察处与光电传感装置4相连结，自动计数装置分别与LED显示器5和多等级自动声音提示装置6相连结。装置原理图如图2所示，迈克尔逊干涉仪包括ー块扩束透镜11、ー块分光8板、一块光补偿板9、两个玻璃气体室和两面反射镜10和7,各个基本单兀整合固定在ー个方形底板之上。两个玻璃气体室一个是实验气体玻璃气体室3与外界空气相连通，ー个是标准气体玻璃气体室2，作为实验气体收集室的补偿平衡装置，用来消除平衡玻璃气体室的玻璃管壁带来的额外光程差。整个装置的具体布置结构是:扩束透镜11布置在激光束发生器I的发射光路上，分光板8和光补偿9板相互平行,依次布置在扩束透镜后；标准气体玻璃气体室2布置在分光板的反射光路上，其后方设置ー块反射镜10，实验气体玻璃气体室3布置在光补偿板的投射光路上，其后方设置另ー块平面反射镜7。光电传感装置4布置在经分光板汇聚后的光路上。LED显示器和多等级自动声音提示装置分别与光电传感装置连接。装置的工作原理如下:首先从激光发生器I产生的激光经扩束透镜11到达下表面镀有半透明的薄银层或铝层的分光板8，入射光分成基本相等的两光束。补偿板9与分光板8平行放置，从而避免分光板对光程的影响。反射光束和透射光束分别入射经过标准气体玻璃气体室2和实验气体玻璃气体室3，实验气体玻璃气体室3中为待测气体，两光束到达平面反射镜10和7后，重新在分光板8的下表面相遇，从而可观察到干渉条纹，当实验气体玻璃气体室3中的气体浓度发生变化时，必然引起光所经过的光程变化，从而使条纹发生变化，条纹的变化通过光电传感装置4记录，并将数据送至显示器5处理显示出来，同时光电传感装置4与多等级自动声音提示装置6相连结，当数值低于设定的一级阀值时亮绿灯，当数值超出设定的ー级报警阀值时亮黄灯并发声报警，当瓦斯浓度超出设定的ニ级报警阀值时亮红灯并发声报警。本装置的具体使用方法:使用前让标准气体玻璃气体室2中充满定标气体，关闭气室开关，与外界隔绝。然后将装置放入待测气体所处的环境中(煤矿工作区内)，打开各装置的开关及实验气体玻璃气体室3的开关，使煤矿中的气体进入实验气体玻璃气体室3，待气体分布均匀后，光电传感装置4开始工作，LED屏幕5显示出数据，同时信息输送到多等级自动声音提示装置6中，与设定好的阀值相比较并做出相应反应。
权利要求1.一种用光干涉法测量气体浓度的装置，其特征在于:其包括迈克尔逊干涉仪、光电传感装置、LED显示屏和多等级自动声音提示装置； 所述迈克尔逊干涉仪包括激光束发生器、ー块扩束透镜、ー块分光板、ー块光补偿板、两个玻璃气体室和两面平面反射镜；所述扩束透镜布置在激光束发生器的发射光路上，分光板和光补偿板相互平行，依次布置在扩束透镜后；两个玻璃气体室一个是标准气体玻璃气体室，一个是实验气体玻璃气体室，所述标准气体玻璃气体室布置在分光板的反射光路上，其后方设置ー块平面反射镜，所述实验气体玻璃气体室布置在光补偿板的投射光路上，其后方设置另ー块平面反射镜；所述光电传感装置布置在经分光板汇聚后的光路上； 所述LED显示屏和多等级自动声音提示装置分别与光电传感装置连接。
专利摘要一种用光干涉法测量气体浓度的装置，采用迈克尔逊干涉仪、光电传感装置、LED显示屏和多等级自动报警器四个基本单元。所述迈克尔逊干涉仪包括激光束发生器、一块扩束透镜、一块分光板、一块光补偿板、两个玻璃气体室和两面反射镜，所述光电传感装置布置在经分光板汇聚后的光路上，LED显示屏和多等级自动报警器分别与光电传感装置连接。本装置利用激光在空气和不同气体中折射率不同而产生光程差，引起干涉条纹变化来实现对不同瓦斯浓度的测定。其优点是准确度高，测量范围广，基础设备简单、坚固耐用，校正容易；并且自带气体浓度数字显示系统和多等级报警系统，使操作直观快捷。
文档编号G01N21/45GK202928955SQ201220569809
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者马星科, 杜政伟, 朱敏, 邹新政, 张婷, 陈雅慧, 孙卫伟 申请人:西南大学