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专利名称：一种用于光谱法气体分析仪的接收端的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光电及微机电系统技术领域，涉及一种接收端，特别涉及一种用于光谱法气体分析仪的接收端。
背景技术：
对有毒有害气体进行实时的、定量的浓度进行分析检测的设备及仪器称之为气体分析仪。有毒有害气体分析仪主要配套应用于工业、农业、医疗、智能建筑、分析仪器等行业用于气体浓度的高精度测，如配套应用于污染物监测、汽车尾气分析、瓦斯及可燃气检测、煤气成分分析、医疗监护设备、空气品质分析、元素分析仪器等领域。有毒有害气体分析仪器从原理可以分为利用物理化学性质的气体传感器、利用物理性质的气体传感器及利用电化学性质的气体传感器三大类，而利用光谱吸收的原理所研
制的气体分析仪就称为光谱法气体分析仪。光谱法气体分析仪中的一种类型一非色散型光谱法有毒有害气体分析仪的工作原理可描述如下采用双光路，在二元光谱探测器的每一个单元前加一片窄带带通滤光片通道I为测量通道，窄带带通滤光片中心波长为待测气体的特征吸收峰；通道2为参比通道窄带带通滤光片中心波长不是待测气体的特征吸收峰。在光源的后面放置二元光谱探测器负责将能量信号转换为电压信号输出，其电压信号与入射能量为正比的线性关系。就波长与待测气体吸收峰相等的那些能量而言，光源所产生的能量与通过存在待测气体环境后所剩余的能量之间的关系为P=P0Exp (-kcl)其中Pci为光源所产生的能量，P为通过存在待测气体环境后所剩余的能量，k为吸收系数，I为光源距探测器单元的距离，c为待测气体浓度。由光源发出的光照射到气室另一端的窄带滤波片上，穿过滤波片的特定波长的辐射到光谱传感器上，传感器的电压输出受气室中气体吸收的影响而变化，气体浓度越高，被吸收的光越高，传感器上的输出电压越低，气体浓度越低，吸收的光越少，传感器输出的电压越高。传感器输出的电压经前置放大器、差分放大器放大后，进入单片计算机或DSP数字信号处理器进行计算，根据数学模型和有关参数计算出浓度。有毒有害气体分析仪的最重要、最基础的核心技术指标就是零点，在分析化学专业术语中称检测极限(limits of detection, L0D),亦称检测灵敏度,它的物理涵义是仪器所能检测到的有毒有害气体分析仪的极限浓度。一般的非色散型光谱法有毒有害气体分析仪主要由气室、外壳、主控板、声光报警器及�？仄鞯任宀糠肿槌桑渲衅沂欠巧⑿推宸治鲆堑暮诵牟考诮峁股嫌善铱翘�、发射端及接收端所组成。光谱接收端的性能是影响光谱法气体分析仪性能如检测灵敏度高低的重要因素。在主要来源于光谱能量发射端及主控电路板的噪声一定的情况下，光谱法气体分析仪检测灵敏度高低主要取决于光谱接收端所能接收到的能量的大小。目前在在线检测领域所使用的光谱法气体分析仪的研制中，所采用的光谱接收端没有进行任何的直接增加光谱能量接收的措施，现有技术中仅仅依赖于特殊的气室腔体的内壁光学设计来达到相对增加光程，从而提高检测灵敏度的目的
实用新型内容
为了解决现有光谱法气体分析仪的制备技术中由于光谱接收端所能接收到的能量较低，导致光谱法气体分析仪整机的信噪比较低，最终影响光谱法气体分析仪检测灵敏度指标的技术问题，本发明提出了一种用于光谱法气体分析仪的光谱接收端，该接收端能够在光源及光谱探测器选定的情况下大幅度增加光谱接收端所能接收到的能量，从而提高了光谱法气体分析仪整机的信噪比，最终提高了光谱法气体分析仪检测灵敏度。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种用于光谱法气体分析仪的接收端，包括接收端壳体、菲聂耳透镜、光谱探测器、光谱探测器前置放大电路板和底盖，菲聂耳透镜为外凸的弧形结构，接收端壳体为中空的圆柱形结构，在接收端壳体的中部设有卡槽；其连接关系在于将所述光谱探测器安装在光谱探测器前置放大电路板上，将所述光谱探测器和光谱探测器前置放大电路板整体装在接收端壳体的卡槽处，所述菲聂耳透镜固定安装在接收端壳体的上端，所述底盖安装在接收端壳体的底部。所述菲聂耳透镜的直径为IOmm 30mm。所述菲聂耳透镜与接收端壳体是通过螺纹连接。所述底盖与接收端壳体是通过螺纹连接。所述光谱探测器与光谱探测器前置放大电路板通过焊接方式固定。工作原理要提高仪器检测灵敏度，就必须在降低系统噪声的同时，增加热释电器件的光敏面所能接收到的光谱能量。在光程、光源及光源功率一定的情况下，菲聂耳透镜的设计及应用将大大增加热释电器件的光敏面所能接收到的光谱能量。本实用新型的优点和有益效果在于本实用新型提出一种用于光谱法气体分析仪的光谱接收端，由于该接收端采用了一种新型的基于菲聂耳透镜的光学系统，导致了光谱接收端所能接收到的光谱能量得以大幅度增加，进而提高了光谱法气体分析仪的系统信噪比及整机检测灵敏度。

图I为本实用新型的结构示意图；其中，I-接收端壳体；2_菲聂耳透镜；3_光谱探测器；4_光谱探测器前置放大电路板；5-底盖。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式
作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。如图I所示，本实用新型具体实施的技术方案是一种用于光谱法气体分析仪的接收端，包括接收端壳体I、菲聂耳透镜2、光谱探测器3、光谱探测器前置放大电路板4和底盖5，菲聂耳透镜2为外凸的弧形结构，接收端壳体I为中空的圆柱形结构，在接收端壳体I的中部设有卡槽；其连接关系在于将所述光谱探测器3安装在光谱探测器前置放大电路板4上，将所述光谱探测器3和光谱探测器前置放大电路板4整体装在接收端壳体I的卡槽处，所述菲聂耳透镜2固定安装在接收端壳体I的上端，所述底盖5安装在接收端壳体I的底部。所述菲聂耳透镜2的直径为IOmm 30mm。所述菲聂耳透镜2与接收端壳体I是通过螺纹连接。所述底盖5与接收端壳体I是通过螺纹连接。所述光谱探测器3与光谱探测器前置放大电路板4通过焊接方式固定。·[0028]以上所述仅是本实用新型的优先实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种用于光谱法气体分析仪的接收端，其特征在于包括接收端壳体(I)、菲聂耳透镜(2)、光谱探测器(3)、光谱探测器前置放大电路板(4)和底盖(5)，菲聂耳透镜(2)为外凸的弧形结构，接收端壳体(I)为中空的圆柱形结构，在接收端壳体(I)的中部设有卡槽； 其连接关系在于将所述光谱探测器(3 )安装在光谱探测器前置放大电路板(4 )上，将所述光谱探测器(3 )和光谱探测器前置放大电路板(4)整体装在接收端壳体(I)的卡槽处，所述菲聂耳透镜(2)固定安装在接收端壳体(I)的上端，所述底盖(5)安装在接收端壳体(O的底部。
2.根据权利要求I所述的一种用于光谱法气体分析仪的接收端，其特征在于所述菲聂耳透镜(2)的直径为IOmm 30mm。
3.根据权利要求I所述的一种用于光谱法气体分析仪的接收端，其特征在于所述菲聂耳透镜(2)与接收端壳体(I)是通过螺纹连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于光谱法气体分析仪的接收端，其特征在于所述底盖(5)与接收端壳体(I)是通过螺纹连接。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种用于光谱法气体分析仪的接收端，其特征在于所述光谱探测器(3)与光谱探测器前置放大电路板(4)通过焊接方式固定。
专利摘要本实用新型属于光电及微机电系统技术领域，涉及一种接收端，特别涉及一种用于光谱法气体分析仪的接收端。包括接收端壳体、菲聂耳透镜、光谱探测器、光谱探测器前置放大电路板和底盖，菲聂耳透镜为外凸的弧形结构，接收端端壳体为中空的圆柱形结构，在接收端壳体的中部设有卡槽；由于该接收端采用了一种新型的基于菲聂耳透镜的光学系统，导致了光谱接收端所能接收到的光谱能量得以大幅度增加，进而提高了光谱法气体分析仪的系统信噪比及整机检测灵敏度。
文档编号G01N21/25GK202710466SQ20122032369
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月5日 优先权日2012年7月5日
发明者李永辉, 易宏, 黄家新 申请人:昆明斯派特光谱科技有限责任公司