專利名稱：一種冷鏡式露點測試儀的光路系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于氣體分析的測量儀器，更具體的說，涉及一種用于測量氣體中微量水分，用于分析氮、氧、氦、氬、空氣以及六氟化硫等氣體的露點測試儀中的光路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)領(lǐng)域?qū)κ褂玫母鞣N高純氣體要求越來越高,氣體純度的分析檢測技術(shù)也獲得更多的重視。對高純氣體來說，其主要雜質(zhì)以微量水份為主，檢測方法通常采用電解法、傳感器法和冷鏡法。前兩種方法主要用于氣體純度測量精度要求不太高的場合。采用冷鏡法測量原理的儀器稱之為露點儀，所謂露點是指給定空氣在水汽壓不變的情況下逐漸冷卻，在這一過程中，水汽逐漸凝結(jié)成露，該凝結(jié)溫度點稱為露點，確切地說 應(yīng)為熱力學露點溫度，在這個溫度下，空氣中的水汽含量恰恰等于該空氣達到飽和時的水汽含量，露點溫度常常用來表示氣體中所含的微量水份。冷鏡法測量原理建立在此理論基礎(chǔ)上，它具有準確度高，測量范圍寬的特點。冷鏡露點儀一般可作為二級計量標準來校準由電解法和傳感器法制造的氣體微量水份測試儀。但由于環(huán)境溫度以及光源的波動等因素的影響，對測量頭鏡面是否真實成露造成一定的測量和判斷誤差。

實用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種冷鏡式露點測試儀的光路系統(tǒng)，采用雙光路系統(tǒng)，以消除環(huán)境溫度對硅光電池輸入特性、光源的波動及其它共同因素引起的測量誤差，提高測量精度。為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下一種冷鏡式露點測試儀的光路系統(tǒng)，用于對測量頭鏡面上的露點狀況進行檢測，包括點光源，其發(fā)出的一部分光線通過擋光螺釘照射到補償硅光電池，另一部分光線通過透鏡一變成平行光照射到鏡面上，平行光在鏡面上發(fā)生反射通過透鏡二聚焦到光闌上；當鏡面上有露時，射到鏡面的平行光發(fā)生漫反射，平行光變成發(fā)散光通過透鏡二大部分從光闌漏過，射到工作硅光電池上，工作硅光電池將此光信號傳輸給所述測試儀中的光路調(diào)理電路。所述點光源、擋光螺釘和補償硅光電池位于所述測試儀中用于對進入測量頭的氣體進行分流控制的氣路系統(tǒng)的測量腔右側(cè)，透鏡一、光闌和工作硅光電池位于所述測量腔的左側(cè)，鏡面位于所述測量腔的中央。本實用新型由于采用了雙光路系統(tǒng)，從而消除了環(huán)境溫度對硅光電池輸入特性、光源的波動及其它共同因素引起的測量誤差；當鏡面結(jié)露時，反射的光信號通過光路檢測、A/D轉(zhuǎn)換送至CPU，通過特定算法對輸入信號進行判定是否真實成露，同時露點示值自動鎖定，并用指示燈指示。
圖I是本實用新型光路系統(tǒng)框具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型技術(shù)方案做一詳細的說明。圖I是本實用新型光路系統(tǒng)框圖。包括點光源I、透鏡2、3、鏡面4、補償硅光電池5、工作硅光電池6、光闌7、擋光螺釘8。點光源I發(fā)出光線，一部分通過擋光螺釘8射到補償硅光電池5 ;另一部分光線通過透鏡2變成平行光射到鏡面4上，平行光在鏡面4上發(fā)生反射通過透鏡3聚焦到光闌7上，當鏡面4上有露時，射到鏡面4的平行光發(fā)生漫反射，平行光變成發(fā)散光通過透鏡3大部分從光闌7漏過，射到工作硅光電池6上；工作硅光電池6將此光信號給光路調(diào)理電路。光路調(diào)理電路將光路系統(tǒng)輸出的模擬信號通過A/D變換電路采樣變換成數(shù)字的光路信號至測·試儀中的CPU，由CPU通過光路處理算法來判斷測量頭鏡面上是否存在露層。所述點光源(I)、擋光螺釘(8)和補償硅光電池(5)位于所述測試儀中用于對進入測量頭的氣體進行分流控制的氣路系統(tǒng)的測量腔右側(cè)，透鏡(2)、光闌(7)和工作硅光電池
(6)位于所述測量腔的左側(cè)，鏡面(4)位于所述測量腔的中央。本實用新型采取的光電檢測鏡面的技術(shù)方案，讓被測氣體以一定的流速進入露點室并掠過鏡面，光線為全反射，由硅光電池感應(yīng)并輸出光電信號給控制回路，控制回路首先打開加熱棒使液氮蒸發(fā)，保持測量頭中鏡面在一定的溫度，然后控制熱電制冷器繼續(xù)對鏡面制冷；當鏡面溫度降至被測氣體的露點溫度時，鏡面上開始結(jié)露，此時光照在鏡面上后會出現(xiàn)漫反射，硅光電池感應(yīng)到反射光信號改變，經(jīng)過控制回路調(diào)節(jié)熱電制冷器的電源，減小其制冷功率，最后使鏡面溫度平衡在被測氣體露點溫度上。以上描述并非是對本實用新型的限制，不能認定本實用新型的具體實施只能局限于以上描述內(nèi)容。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，提出的變化、改型、添加或者替換，都屬于本實用新型保護范圍。
權(quán)利要求1.一種冷鏡式露點測試儀的光路系統(tǒng)，用于對測量頭鏡面上的露點狀況進行檢測，其特征在于，包括點光源(1)，其發(fā)出的一部分光線通過擋光螺釘(8)照射到補償硅光電池(5)，另一部分光線通過透鏡(2)變成平行光照射到鏡面(4)上，平行光在鏡面(4)上發(fā)生反射通過透鏡(3)聚焦到光闌(7)上；當鏡面(4)上有露時，射到鏡面(4)的平行光發(fā)生漫反射，平行光變成發(fā)散光通過透鏡(3 )大部分從光闌(7 )漏過，射到工作硅光電池(6 )上，工作硅光電池(6)將此光信號傳輸給所述測試儀中的光路調(diào)理電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷鏡式露點測試儀的光路系統(tǒng)，其特征在于，所述點光源(I)、擋光螺釘(8)和補償硅光電池(5)位于所述測試儀中用于對進入測量頭的氣體進行分流控制的氣路系統(tǒng)的測量腔右側(cè)，透鏡(2)、光闌(7)和工作硅光電池(6)位于所述測量腔的左側(cè)，鏡面(4)位于所述測量腔的中央。
專利摘要本實用新型公開一種冷鏡式露點測試儀的光路系統(tǒng)；用于對測量頭鏡面上的露點狀況進行檢測，包括點光源，其發(fā)出的一部分光線通過擋光螺釘照射到補償硅光電池，另一部分光線通過透鏡一變成平行光照射到鏡面上，平行光在鏡面上發(fā)生反射通過透鏡二聚焦到光闌上；當鏡面上有露時，射到鏡面的平行光發(fā)生漫反射，平行光變成發(fā)散光通過透鏡二大部分從光闌漏過，射到工作硅光電池上，工作硅光電池將此光信號傳輸給所述測試儀中的光路調(diào)理電路。本實用新型采用雙光路系統(tǒng)，以消除環(huán)境溫度對硅光電池輸入特性、光源的波動及其它共同因素引起的測量誤差，提高測量精度。
文檔編號G01N25/68GK202710497SQ20122035236
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者水浩淼, 李祥偉, 姚勝衛(wèi) 申請人:上海電控研究所