一种基于非分光红外原理的开路式CO2/H2O监测装置

1.一种基于非分光红外原理的开路式CO2/H2O监测装置，其特征在于包括：红外光源(1)，抛物面反射镜(2)、外壳(3)、电机(4)、45°反射镜(5)、斩波轮(6)、滤光片(7)、准直透镜(8)、第一窗片(9)、气体光路(10)、第二窗片(11)、聚焦透镜(12)和光探测器(13)；所述电机(4)用来驱动斩波轮6；所述斩波轮(6)沿圆周等间隔均匀分布有四个通孔，通孔中分别安装有滤光片(7)，所述滤光片(7)分别为能透过CO2能吸收的红外信号光的带通滤光片、透过H2O能吸收的红外信号光的带通滤光片和参考气体能吸收的红外信号光的(2)个带通滤光片；红外光源(1)发射的红外光，经过抛物面反射镜(2)聚焦，使能量更加集中，经过45°的反射镜(5)反射后，通过斩波轮(6)上面的滤光片(7)选择性透过，经过准直透镜(8)准直后通过第一窗片(9)进入气体光路(10)，出射光被待测气体分子吸收，未吸收部分继续按照原方向传播，最后光束通过第二窗片(11)由聚焦透镜(12)聚焦到光探测器(13)表面，光探测器(13)将光信号转换为电信号。
2.根据权利要求1所述的基于非分光红外原理的开路式CO2/H2O监测装置，其特征在于：所述的红外光源(1)为热辐射型红外光源，辐射波长范围从可见光到5μm。
3.根据权利要求1所述的基于非分光红外原理的开路式CO2/H2O监测装置，其特征在于：所述斩波轮(6)为航空钛材质；所述外壳(3)为金属；红外光源(1)和电机(4)处于一个封闭的金属壳空间内；金属壳的连接处都采用O型密封圈密封，用来与外界空气完全隔绝。
4.根据权利要求1所述的基于非分光红外原理的开路式CO2/H2O监测装置，其特征在于：所述电机(4)为直流无刷电机。
5.根据权利要求1所述的基于非分光红外原理的开路式CO2/H2O监测装置，其特征在于：所述的滤光片(7)为硅片材质，均为窄带滤光片，中心波长分别为4.26μm、2.9μm、
3.95μm、3.95μm，分别与CO2、H2O和参考气体的吸收波长相对应。
6.根据权利要求1所述的基于非分光红外原理的开路式CO2/H2O监测装置，其特征在于：所述第一窗片(9)和第二窗片(11)为蓝宝石材质。
7.根据权利要求1所述的基于非分光红外原理的开路式CO2/H2O监测装置，其特征在于：所述抛物面反射镜(2)和45°反射镜(5)材质均为K9玻璃，并镀有金反射膜，反射率达到98％以上。
8.根据权利要求1所述的基于非分光红外原理的开路式CO2/H2O监测装置，其特征在于：所述准直透镜(8)和聚焦透镜(12)均为氟化钙材质，并镀有增透膜，透过率达到90％以上。
9.根据权利要求1所述的基于非分光红外原理的开路式CO2/H2O监测装置，其特征在于：所述气体光路(10)为一段开放气体光路。
10.根据权利要求1所述的基于非分光红外原理的开路式CO2/H2O监测装置，其特征在于：所述的光探测器(13)为自带有滤光片的单通道PbSe红外光探测器。

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