一种用于反射式光电气体传感器探头的镜面固定支架的制作方法

本实用新型涉及激光光谱气体传感器技术领域，尤其涉及一种用于反射式光电气体传感器探头的镜面固定支架。

背景技术：

目前，各种小型化的激光甲烷传感探头不断地被应用到煤炭，石油化工，电力，冶金等有可能出现瓦斯突出或天然气泄露的领域。这些小型化的激光甲烷传感探头一般采用反射镜来改变气室中的光路的传播路径，以便增加气室中的检测光程，从而提高了测量灵敏度。

由于探头中采用了反射镜，因此，如何将反射镜安装在气室中，并保证反射镜在各种环境和应用条件下不会移动，偏移或甚至脱落是实现探头小型化必须解决的关键技术挑战。发明人发现，在此领域已有一些的方案，如在cn106908412a中采用气室金属本体充当反射面，即通过机械精加工在气室里做成反射面，对这些反射面进行抛光处理，使其金属表面能够充当类似镜面反射的反射面，然后通过镀金使这些镜面形成具有良好光学性能的镀金反射镜。这种方案的加工工艺相对复杂，特别是对有多个镜面的的气室，加工成本将随着镜面个数的增加而增加。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于反射式光电气体传感器探头的镜面固定支架，其能够保证安装在气室中的反射镜面的可靠性，提高探头的生产效率。

本实用新型采用下述技术方案：

一种用于反射式光电气体传感器探头的镜面固定支架，包括支架本体，所述支架本体表面设有用于安装分光镜或反射镜的内凹容腔，所述支架本体一端开设入射通孔，另一端设有与所述入射通孔垂直的出射通孔。

进一步的，所述内凹容腔呈方形，且内凹容腔底部开设圆形通孔。

进一步的，所述内凹容腔的底面与入射通孔和出射通孔呈45°夹角。

一种用于反射式光电气体传感器探头的镜面固定支架，包括支架本体，所述支架本体表面设有用于安装分光镜或反射镜的内凹容腔，所述支架本体一端开设入射通孔，另一端设有与所述入射通孔垂直的出射通孔；所述入射通孔具有45°的倾斜面。

进一步的，所述内凹容腔呈方形，且内凹容腔底部开设圆形通孔。

进一步的，所述内凹容腔的底面与入射通孔和出射通孔呈45°夹角。

一种用于反射式光电气体传感器探头的镜面固定支架，包括支架本体，所述支架本体表面间隔设有多个用于安装分光镜或反射镜的内凹容腔，每个内凹容腔分别对应一个入射通孔和一个出射通孔，且出射通孔与所述入射通孔垂直。

进一步的，所述内凹容腔呈方形，且内凹容腔底部开设圆形通孔。

进一步的，所述内凹容腔的底面与入射通孔和出射通孔呈45°夹角。

进一步的，所述支架本体呈多段折弯结构。

进一步的，所述支架本体一端的入射通孔具有45°的倾斜面。

进一步的，所述支架本体表面间隔设有五个内凹容腔。

进一步的，所述支架本体侧面开有多个通气孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型能够实现固定反射镜和防止反射镜因粘胶老化而移动、偏移或脱落现象，因此，可以起到保证安装在气室中的安装反射镜面的可靠性，提高探头生产的效率的效果；

(2)本实用新型的反射镜支架放置于气体传感光路中，气体吸收池的容积将被减小了，因而被测气体扩散到吸收池中所用的时间也减少了，从而减少了测量的响应时间。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型实施例一的主视图；

图2为本实用新型实施例一的侧视图；

图3为本实用新型实施例一的仰视图；

图4为本实用新型实施例二的主视图；

图5为本实用新型实施例二的侧视图；

图6为本实用新型实施例二的仰视图；

图7为本实用新型实施例三的结构示意图；

图8为本实用新型实施例四的结构示意图；

图9为本实用新型实施例五的结构示意图；

其中，1、出射通孔i，2、内凹容腔i，3、入射通孔i，4、出射通孔ii，5、内凹容腔ii，6、入射通孔ii，7、内凹容腔iii，8、出射通孔iii，9、入射通孔iii，10、测量气室，11～16、安装位置，17、通气孔。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在小型化传感头中的反射镜粘接易脱落的不足，为了解决如上的技术问题，本实用新型提出了一种用于反射式光电气体传感器探头的镜面固定支架。

实施例一：

如图1-图3所示，本实施例提供了一种用于反射式光电气体传感器探头的镜面固定支架，包括支架本体，所述支架本体的截面呈倒l型结构，且在倒l型结构的拐角位置设有倾斜45°的内凹容腔i2，内凹容腔i2用于安装分光镜或反射镜。内凹容腔i2为向支架本体内部下凹一定深度的方形腔体结构，且内凹容腔i2的底面开设圆形通孔。

所述支架本体的一端开设入射通孔i3，支架本体的另一端设有出射通孔i1，入射通孔i3的中轴线和出射通孔i1的中轴线成90°夹角，且入射通孔i3和出射通孔i1的中轴线又和内凹容腔i2的底部平面成45°夹角。

当反射镜被安装在内凹容腔i2中，入射光束通过入射通孔i3并以45°的入射角射入在反射镜上时，反射镜将入射光束以45°反射，形成反射光束并通过出射通孔i1进入下一个光路。当分光镜被安装在内内凹容腔i2内时，分光镜的分光面面向圆形通孔，并紧贴着内凹容腔i2底部平面。

所述支架本体可采用abs塑料制作，通过注塑的方法生产，也可以采用不锈钢或合成材料生产制作。

实施例二：

如图4-图6所示，本实施例提供了一种用于反射式光电气体传感器探头的镜面固定支架，包括支架本体，所述支架本体设有倾斜45°的内凹容腔ii5，内凹容腔ii5用于安装分光镜或反射镜。内凹容腔ii5为向支架本体内部下凹一定深度的方形腔体结构，且内凹容腔ii5的底面开设圆形通孔。

所述支架本体的一端开设入射通孔ii6，且入射通孔ii6的端部具有45°的倾斜面，其倾斜方向与内凹容腔ii5保持一致。支架本体的另一端设有出射通孔ii4，入射通孔ii6的中轴线和出射通孔ii4的中轴线成90°夹角，且入射通孔ii6和出射通孔ii4的中轴线又和内凹容腔ii5的底部平面成45°夹角。

所述支架本体可采用abs塑料制作，通过注塑的方法生产，也可以采用不锈钢或合成材料生产制作。

实施例三：

如图7所示，本实施例提供了一种用于反射式光电气体传感器探头的镜面固定支架，包括支架本体，所述支架本体表面间隔设有多个用于安装分光镜或反射镜的内凹容腔iii7，每个内凹容腔iii分别对应一个入射通孔iii9和一个出射通孔iii8，且出射通孔iii8与所述入射通孔iii9垂直。

内凹容腔iii7为向支架本体内部下凹一定深度的方形腔体结构，且内凹容腔iii7的底面开设圆形通孔。所述内凹容腔iii7的底面与入射通孔iii9和出射通孔iii8呈45°夹角。由于入射通孔iii9的中轴线和出射通孔iii8的中轴线成90°夹角，同时入射通孔iii9和出射通孔iii8的中轴线又和内凹容腔iii7底部平面成45°的夹角，反射镜的中心镜面就可以通过圆形通孔将从入射通孔iii9入射的平行光束以45°入射角反射。

所述支架本体呈多段折弯结构，在本实施例中，支架本体具有四处直角折弯，每个拐角处均设置一个内凹容腔iii7，且支架本体的两端均具有45°的倾斜面，其中一端设置一个内凹容腔iii7，即，支架本体表面间隔设有五个内凹容腔iii7。支架本体侧面开有多个通气孔17，以便被测气体通过通气孔17扩散进入测量气室。

所述支架本体可采用abs塑料制作，通过注塑的方法生产，也可以采用不锈钢或合成材料生产制作。

本实施例的支架结构可以保证当入射光束在通过入射通孔iii9并以45°的入射角射入在反射镜上时，反射镜再将入射光束以45°角反射，形成反射光束并通过支出射通孔iii8进入下一个内凹容腔iii的入射通孔iii9。

实施例四：

将实施例一和实施例二中的反射镜固定支架用于申请号cn2019102230250中的小型化激光甲烷传感探头的多点反射螺旋光路中，如图8所示，每个传感头使用6个实施例一的固定支架和一个实施例二的固定支架。

当分光镜被安装内凹容腔i2内时，分光镜的分光面面向圆形通孔，并紧贴着凹容腔i2底部平面。当带有分光镜的固定支架被嵌入在测量气室10中的设定的安装位置11时，从激光器发出的平行光束就可以被分光镜分成透射光束和反射光束，反射光束通过测量气室10到达光电探测器，由光电探测器接收并形成参考信号，而透射光束则继续沿着光路传播。

当反射镜被安装在内凹容腔i2内时，反射镜的反射面面向圆形通孔，并紧贴着内凹容腔i2底部平面。当带有反射镜的固定支架分别被嵌入在测量气室10中的设定的安装位置13、14、15、16时，从激光器发出的平行光束就可以被反射镜分以45°角反射；经过反射镜反射的反射光束最后射在光电探测器上，形成测量信号。

当反光镜安装在内凹容腔ii5内时，反射镜的反射面面向圆形通孔，并紧贴着内凹容腔ii底部平面。当带有反射镜的固定支架被嵌入在测量气室10中的设定的安装位置12时，从分光镜透射的平行光束就可以被反射镜以45°的入射角反射，形成反射光束并继续沿着直线光路传播。由于入射通孔ii6的光束入口处有一个45°角的斜面，这个斜面可以和安装有分光镜的实施例一所述的固定支架吻合，因此，它可以同时起到即固定分光镜片，又让透射光束通过的作用。

具体安装过程为：

(1)先将分光镜粘接在内凹容腔i2内，分光镜的分光面面向圆形通孔，并紧贴着内凹容腔i底部平面；在粘接的胶固化后，再将装有分光镜的支架嵌入螺旋光路中激光光源和测量气室10交界处。

(2)然后将反射镜粘接在内凹容腔ii5内，反射镜的反射面面向圆形通孔，并紧贴着内凹容腔ii底部平面；在粘接的胶固化后，再将装有反射镜的支架嵌入螺旋光路中两直线光路中间的接合处。

(3)之后将反射镜粘接在内凹容腔i2内，反射镜的反射面面向圆形通孔，并紧贴着内凹容腔i2底部平面；在粘接的胶固化后，再将装有反射镜的支架嵌入螺旋光路中两直线光路中间的接合处。

(4)对于气体传感器气室中的其他三个反射镜，重复以上步骤(3)，再将它们分别安装再所设定的反射镜的位置，即安装位置中的14、15、16处。

(5)然后用胶将所有的支架固定并在反射镜背面用胶填充，在胶水固化后，所有的反射镜将被卡在预先设计的位置，即反射镜被固定在和其相邻两直线光路成45°夹角处。由于反射镜是被卡在光路中，可以有效地避免由于胶水失效引起的反射镜移动，粘接脱落等现象发生。

实施例五：

将实施例一和实施例三中的反射镜固定支架用于申请号cn2019102230250中的小型化激光甲烷传感探头的多点反射螺旋光路中，如图9所示，采用两个反射镜支架固定镜面时，每个传感头需要使用1个实施例一所述固定支架和一个实施例三所述固定支架。

具体安装过程为：

先将分光镜粘接在内凹容腔i2内，分光镜的分光面面向圆形通孔，并紧贴着内凹容腔i2底部平面；在粘接的胶固化后，再将装有分光镜的支架嵌入螺旋光路中激光光源和测量气室10交界处。

然后将五个反射镜分别粘接在五个内凹容腔iii7内，反射镜的反射面面向圆形通孔，并紧贴着内凹容腔iii底部平面；在粘接的胶固化后，再将装有五个反射镜的实施例三所述固定支架嵌入螺旋光路中。

之后用胶将实施例一所述固定支架和一个实施例三所述固定支架固定并在反射镜背面用胶填充，在胶水固化后，所有的反射镜将被卡在预先设计的位置，即反射镜被固定在和其相邻两直线光路成45°夹角处。由于反射镜是被卡在光路中，可以有效地避免任何由于胶水失效引起的反射镜移动，粘接脱落等现象发生。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。