本發(fā)明屬于光學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多次反射吸收樣品池。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，常采用光譜儀對(duì)氣體進(jìn)行濃度檢測(cè)，其原理是：當(dāng)紅外光束穿過被測(cè)氣體時(shí)，氣體會(huì)吸收紅外信號(hào)。由Lambert-Beer定律知，氣體分子吸光度正比于吸收光程、氣體分子濃度和氣體分子吸收系數(shù)。而不同氣體分子具有不同的氣體分子吸收特征。因此，可以通過對(duì)經(jīng)過氣體吸收后的吸光度譜進(jìn)行光譜分析來定量反演吸收氣體分子濃度。然而，當(dāng)氣體濃度過低時(shí)，其氣體分子吸光度較弱，吸收光譜表現(xiàn)不明顯，此時(shí)可以通過增加氣體分子吸收光程，以增大待測(cè)氣體的吸光度?，F(xiàn)有技術(shù)中增大光束行程的方法為球面鏡反射法，如圖1所示，該方法是將紅外波在兩組球面鏡即圖中的主鏡1’與副鏡3a’、3b’之間來回多次反射，以增大光束行程。然而，如圖2所示，圖中方框表示反射斑點(diǎn)，方框內(nèi)的數(shù)字表示反射次序，由于第奇數(shù)次反射都發(fā)生在副鏡3a’、3b’上，所以主鏡1’上只標(biāo)出了第偶數(shù)次反射的光斑。由圖可見，該方法受限于球面鏡的尺寸，其反射次數(shù)有限，在測(cè)量超微量氣體時(shí)，依然無(wú)法達(dá)到有效光程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠增大吸收光程的多次反射吸收樣品池。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：一種多次反射吸收樣品池，包括兩端封口的管狀殼體，以及管狀殼體內(nèi)部設(shè)置的反射組件；

所述管狀殼體的其中一端面上設(shè)有入光窗口和出光窗口，所述入光窗口和出光窗口上均設(shè)有透紅外波段材料制成的窗片，管狀殼體的圓周面的兩端設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口；

所述反射組件包括主鏡和副鏡，所述主鏡由一塊球面鏡構(gòu)成，所述副鏡由兩塊球面鏡即第一球面鏡和第二球面鏡構(gòu)成，所述主鏡和副鏡的鏡面相對(duì)設(shè)置，且主鏡位于入光窗口和出光窗口所在的一端；入射光從主鏡一側(cè)射入，并打在副鏡的第一球面鏡上，經(jīng)第一球面鏡反射后會(huì)聚在主鏡上，然后依次按照第二球面鏡、主鏡、第一球面鏡、主鏡、第二球面鏡的順序經(jīng)過多次循環(huán)反射，直至副鏡的反射光偏出主鏡的鏡面區(qū)域，副鏡反射的會(huì)聚光束會(huì)在主鏡上形成多個(gè)光斑；所述主鏡的邊緣附近還設(shè)有直角反射鏡，所述直角反射鏡設(shè)置在即將偏出主鏡鏡面區(qū)域的光斑對(duì)應(yīng)的位置處，利用直角反射鏡、可以將光束偏移后沿原方向返回的特性，使該光斑在主鏡上的位置產(chǎn)生偏移，并使光束沿原方向返回，從而使反射次數(shù)加倍。

所述主鏡的鏡面大致呈T型，T形鏡面兩側(cè)的空缺區(qū)域分別構(gòu)成入光口和出光口，該入光口和出光口分別與管狀殼體上的入光窗口和出光窗口正對(duì)設(shè)置，入射光束從主鏡背后穿過入光口后打在副鏡的第一球面鏡上，經(jīng)多次反射后由第二球面鏡反射至出光口；所述主鏡鏡面兩側(cè)的空缺區(qū)域各設(shè)有一個(gè)直角反射鏡，光束反射過程中在兩個(gè)直角反射鏡上分別反射一次。

所述主鏡活動(dòng)設(shè)置主鏡安裝板上，使主鏡的俯仰角和橫向偏轉(zhuǎn)角可調(diào)。

所述主鏡安裝板上設(shè)有主鏡側(cè)浮動(dòng)板，所述主鏡側(cè)浮動(dòng)板上設(shè)有與主鏡側(cè)浮動(dòng)板板面垂直的導(dǎo)向螺釘，所述導(dǎo)向螺釘穿過主鏡安裝板上設(shè)置的導(dǎo)向孔，該導(dǎo)向孔的直徑略大于導(dǎo)向螺釘?shù)闹睆?，所述?dǎo)向螺釘?shù)捻敹嗽O(shè)有螺母，所述螺母與主鏡安裝板之間設(shè)有壓簧，壓簧的彈力使主鏡側(cè)浮動(dòng)板彈性貼靠在主鏡安裝板的板面上；所述主鏡安裝板上還設(shè)有頂絲，所述頂絲與主鏡安裝板上設(shè)置的螺紋孔構(gòu)成螺紋配合，且頂絲頂端抵靠在主鏡側(cè)浮動(dòng)板上用于調(diào)節(jié)主鏡側(cè)浮動(dòng)板的角度；所述頂絲設(shè)有兩組，兩組頂絲分別設(shè)置在主鏡安裝板的上部和側(cè)部，分別用于調(diào)節(jié)主鏡側(cè)浮動(dòng)板的俯仰角和橫向偏轉(zhuǎn)角；所述主鏡安裝在主鏡側(cè)浮動(dòng)板上。

所述副鏡活動(dòng)設(shè)置在副鏡安裝板上，使副鏡的兩球面鏡的俯仰角和橫向偏轉(zhuǎn)角可調(diào)。

所述副鏡安裝板上設(shè)有兩塊副鏡側(cè)浮動(dòng)板，所述副鏡側(cè)浮動(dòng)板上設(shè)有與副鏡側(cè)浮動(dòng)板板面垂直的導(dǎo)向螺釘，所述導(dǎo)向螺釘穿過副鏡安裝板上設(shè)置的導(dǎo)向孔，該導(dǎo)向孔的直徑略大于導(dǎo)向螺釘?shù)闹睆?，所述?dǎo)向螺釘?shù)捻敹嗽O(shè)有螺母，所述螺母與副鏡安裝板之間設(shè)有壓簧，壓簧的彈力使副鏡側(cè)浮動(dòng)板彈性貼靠在副鏡安裝板的板面上；所述副鏡安裝板上還設(shè)有頂絲，所述頂絲與副鏡安裝板上設(shè)置的螺紋孔構(gòu)成螺紋配合，且頂絲頂端抵靠在副鏡側(cè)浮動(dòng)板上，用于調(diào)節(jié)副鏡側(cè)浮動(dòng)板的角度；副鏡安裝板上對(duì)應(yīng)每塊副鏡側(cè)浮動(dòng)板各設(shè)有兩組頂絲，兩組頂絲分別對(duì)應(yīng)副鏡側(cè)浮動(dòng)板的上部和側(cè)部設(shè)置，用于調(diào)節(jié)副鏡側(cè)浮動(dòng)板的俯仰角和橫向偏轉(zhuǎn)角；所述副鏡的兩塊球面鏡分別安裝在兩塊副鏡側(cè)浮動(dòng)板上。

所述主鏡安裝板和副鏡安裝板的上下兩端通過兩橫梁相連；所述主鏡的球面鏡和副鏡的球面鏡半徑相同，且主鏡與副鏡之間的距離等于球面鏡的半徑。

所述主鏡和副鏡的反射面上均鍍有用于提高反射率的反射膜，所述反射膜為鍍金、鍍鋁或鍍銀。

所述管狀殼體上遠(yuǎn)離入光窗口和出光窗口一端的端面上設(shè)有壓力表和調(diào)整孔，壓力表用于測(cè)量池內(nèi)氣體壓強(qiáng)，為定量分析提供數(shù)據(jù)，調(diào)整孔能夠在不拆池子的情況下，對(duì)副鏡的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：本發(fā)明的反射組件在主鏡的邊緣附近設(shè)置直角反射鏡，在反射光偏出主鏡時(shí)，利用直角反射鏡使主鏡側(cè)的反射點(diǎn)產(chǎn)生偏移，形成一組新的反射路徑，從而使反射行程加倍；使紅外光束的穿梭行程大大增加，滿足了超微量氣體的檢測(cè)需求。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的多次反射吸收樣品池原理圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中多次反射吸收樣品池的主鏡光斑分布圖；

圖3是本發(fā)明的原理圖；

圖4是本發(fā)明的主鏡反射光斑分布圖，圖中方框表示反射斑點(diǎn)，方框內(nèi)的數(shù)字表示反射次序，同樣由于第奇數(shù)次反射都發(fā)生在副鏡上，所以主鏡上只標(biāo)出了第偶數(shù)次反射的光斑；

圖5是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明的反射組件立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明的主鏡剖視圖；

圖8是本發(fā)明的副鏡剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖5所示，一種多次反射吸收樣品池，其特征在于：包括兩端封口的管狀殼體25，以及管狀殼體25內(nèi)部設(shè)置的反射組件；

所述管狀殼體25的其中一端面上設(shè)有入光窗口29和出光窗口31，所述入光窗口29和出光窗口31上均設(shè)有透紅外波段材料制成的窗片，管狀殼體25的圓周面的兩端分別設(shè)有進(jìn)氣口33和出氣口35；

如圖6所示，所述反射組件包括主鏡1和副鏡3，所述主鏡1由一塊球面鏡構(gòu)成，所述副鏡3由兩塊球面鏡即第一球面鏡3a和第二球面鏡3b構(gòu)成，所述主鏡1和副鏡3的鏡面相對(duì)設(shè)置，且主鏡位于入光窗口29和出光窗口31所在的一端；入射光從主鏡1一側(cè)射入，并打在副鏡3的第一球面鏡3a上，經(jīng)第一球面鏡3a反射后會(huì)聚在主鏡1上，然后依次按照第二球面鏡3b、主鏡1、第一球面鏡3a、主鏡1、第二球面鏡3b的順序經(jīng)過多次循環(huán)反射，直至副鏡3的反射光偏出主鏡1的鏡面區(qū)域，副鏡3反射的會(huì)聚光束會(huì)在主鏡1上形成多個(gè)光斑；所述主鏡1的邊緣附近還設(shè)有直角反射鏡5，所述直角反射鏡5設(shè)置在即將偏出主鏡1鏡面區(qū)域的光斑對(duì)應(yīng)的位置處，利用直角反射鏡5可以將光束沿原方向返回的特性，使該光斑在主鏡1上的位置產(chǎn)生偏移，并使光束沿原方向返回，從而使反射次數(shù)加倍。入射光路為會(huì)聚光路，會(huì)聚點(diǎn)在主鏡1入射窗口位置，光束入射之后相當(dāng)于主鏡1入射窗口位置的一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)散到副鏡3上，經(jīng)副鏡3反射后又會(huì)聚到主鏡1上，最后出射光束也是在主鏡1另一側(cè)的窗口位置。總之，從主鏡1到副鏡3方向都是發(fā)散光束，從副鏡3到主鏡1方向都是會(huì)聚光束，主鏡1上的光斑都是會(huì)聚點(diǎn)。

優(yōu)選的，如圖4、5、6所示，所述主鏡1的鏡面大致呈T型，T形鏡面兩側(cè)的空缺區(qū)域分別構(gòu)成入光口和出光口，該入光口和出光口分別與管狀殼體上的入光窗口和出光窗口正對(duì)設(shè)置，入射光束從主鏡1背后穿過入光口后打在副鏡3的第一球面鏡3a上，經(jīng)多次反射后由第二球面鏡3b反射至出光口；所述主鏡1鏡面兩側(cè)的空缺區(qū)域各設(shè)有一個(gè)直角反射鏡5，光束反射過程中在兩個(gè)直角反射鏡5上分別反射一次。每增加一個(gè)直角反射鏡5，光程增加一倍，本實(shí)施例設(shè)置了兩個(gè)直角反射鏡5，因此光程增加了兩倍。實(shí)際使用時(shí)，也可以根據(jù)光程需要，調(diào)節(jié)副鏡3角度，使光束只經(jīng)過其中一個(gè)直角反射鏡5，這種情況下光程就只增加一倍。

進(jìn)一步的，所述主鏡1活動(dòng)設(shè)置主鏡安裝板7上，使主鏡1的俯仰角和橫向偏轉(zhuǎn)角可調(diào)。

本實(shí)施例優(yōu)選采用如下裝配方式：

如圖7所示，所述主鏡安裝板7上設(shè)有主鏡側(cè)浮動(dòng)板9，所述主鏡側(cè)浮動(dòng)板9上設(shè)有與主鏡側(cè)浮動(dòng)板9板面垂直的導(dǎo)向螺釘15，所述導(dǎo)向螺釘15穿過主鏡安裝板7上設(shè)置的導(dǎo)向孔，該導(dǎo)向孔的直徑略大于導(dǎo)向螺釘15的直徑，所述導(dǎo)向螺釘15的頂端設(shè)有螺母17，所述螺母17與主鏡安裝板7之間設(shè)有壓簧19，壓簧19的彈力使主鏡側(cè)浮動(dòng)板9彈性貼靠在主鏡安裝板7的板面上；所述主鏡安裝板7上還設(shè)有頂絲21，所述頂絲21與主鏡安裝板7上設(shè)置的螺紋孔構(gòu)成螺紋配合，且頂絲21頂端抵靠在主鏡側(cè)浮動(dòng)板9上用于調(diào)節(jié)主鏡側(cè)浮動(dòng)板9的角度；所述頂絲21設(shè)有兩組，兩組頂絲21分別設(shè)置在主鏡安裝板7的上部和側(cè)部，分別用于調(diào)節(jié)主鏡側(cè)浮動(dòng)板9的俯仰角和橫向偏轉(zhuǎn)角；所述主鏡1安裝在主鏡側(cè)浮動(dòng)板9上。

進(jìn)一步的，所述副鏡3活動(dòng)設(shè)置在副鏡安裝板11上，使副鏡3的兩球面鏡的俯仰角和橫向偏轉(zhuǎn)角可調(diào)。

如圖8所示，本實(shí)施例優(yōu)選采用如下裝配方式：所述副鏡安裝板11上設(shè)有兩塊副鏡側(cè)浮動(dòng)板13，所述副鏡側(cè)浮動(dòng)板13上設(shè)有與副鏡側(cè)浮動(dòng)板13板面垂直的導(dǎo)向螺釘15，所述導(dǎo)向螺釘15穿過副鏡安裝板11上設(shè)置的導(dǎo)向孔，該導(dǎo)向孔的直徑略大于導(dǎo)向螺釘15的直徑，所述導(dǎo)向螺釘15的頂端設(shè)有螺母17，所述螺母17與副鏡安裝板11之間設(shè)有壓簧19，壓簧19的彈力使副鏡側(cè)浮動(dòng)板13彈性貼靠在副鏡安裝板11的板面上；所述副鏡安裝板11上還設(shè)有頂絲21，所述頂絲21與副鏡安裝板11上設(shè)置的螺紋孔構(gòu)成螺紋配合，且頂絲21頂端抵靠在副鏡側(cè)浮動(dòng)板13上，用于調(diào)節(jié)副鏡側(cè)浮動(dòng)板13的角度；副鏡安裝板11上對(duì)應(yīng)每塊副鏡側(cè)浮動(dòng)板13各設(shè)有兩組頂絲21，兩組頂絲21分別對(duì)應(yīng)副鏡側(cè)浮動(dòng)板13的上部和側(cè)部設(shè)置，用于調(diào)節(jié)副鏡側(cè)浮動(dòng)板13的俯仰角和橫向偏轉(zhuǎn)角；所述副鏡3的兩塊球面鏡分別安裝在兩塊副鏡側(cè)浮動(dòng)板13上。

進(jìn)一步的，如圖5所示，所述主鏡安裝板7和副鏡安裝板11的上下兩端通過兩橫梁23相連；所述橫梁與管狀殼體的端板27相連；所述主鏡1的球面鏡和副鏡3的球面鏡半徑相同，且主鏡1與副鏡3之間的距離等于球面鏡的半徑。

所述主鏡1和副鏡3的反射面上均鍍有用于提高反射率的反射膜，所述反射膜為鍍金、鍍鋁或鍍銀，本實(shí)施例優(yōu)選鍍金層作為反射層。

所述管狀殼體上遠(yuǎn)離入光窗口29和出光窗口31一端的端面上設(shè)有壓力表271和調(diào)整孔272，壓力表271用于測(cè)量池內(nèi)氣體壓強(qiáng)，為定量分析提供數(shù)據(jù)，調(diào)整孔272能夠在不拆池子的情況下，對(duì)副鏡3的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。池內(nèi)光路調(diào)試完畢后，調(diào)整孔272需要密封處置，除了進(jìn)氣口33和出氣口35，整個(gè)樣品池是密封的。

當(dāng)不需要那么長(zhǎng)的光程時(shí)，可以通過調(diào)整兩塊副鏡3的角度，使光束不經(jīng)過直角反射鏡5，只在主鏡1和副鏡3之間多次反射后直接射出窗口，當(dāng)需要較大光程時(shí)才經(jīng)過直角反射鏡5。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。