專利名稱：一種煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)及煙氣監(jiān)測儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于煙氣監(jiān)測技術領域，尤其涉及一種煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)及煙氣監(jiān)測儀。
背景技術：
隨著人類生活水平的不斷提高，人類對自身的發(fā)展越來越重視，對改善自身生存環(huán)境的要求也越來越強烈，環(huán)境保護成為各國政府高度重視的大事。國家環(huán)境保護總局制定了相應的政策法規(guī)，要求排放大氣污染氣體的廠家必須采取脫硫、除塵措施，必須對大氣污染氣體排放實施總量控制，特別是對S02、NO、NO2, NH3和煙塵的濃度進行在線連續(xù)監(jiān)測。 由于煙氣中不同的氣體成分在不同的波長處有各自的吸收，因此，利用光譜儀分光的方式可檢測到氣體成分的吸收光譜，進而根據朗伯比爾定律可確定各氣體成分的濃度。目前在煙氣污染物排放在線監(jiān)測領域，應用比較廣泛的是紫外差分吸收光譜法。煙氣監(jiān)測儀主要包括采樣探頭、數據處理顯示單元、邏輯控制單元和光學系統(tǒng)。 其中，光學系統(tǒng)的結構如圖1所示，包括紫外光源11、聚焦透鏡12、入射狹縫13、半反半透鏡 14、反射鏡15、準直鏡16、光學窗片17、反射鏡18、反射鏡19、光柵110、聚焦鏡111和檢測器 112。紫外光源11發(fā)出的紫外光通過聚焦透鏡12匯聚到入射狹縫13，從入射狹縫13射出的紫外光透過半反半透鏡14照射到反射鏡15上，反射鏡15對入射光進行光路轉折使其到達準直鏡16，準直鏡16對入射光進行準直后通過光學窗片17射入到位于煙道內的檢測探頭，在檢測探頭的一端設置光學窗片17、另一端設置反射鏡18，光學窗片17的作用是隔離煙氣環(huán)境、防止光學系統(tǒng)被粉塵污染。從光學窗片17射出的光線經過煙氣后被反射鏡18 反射，從而沿著相同的路線返回，反射光的光強包含了待測氣體的濃度信息，由反射鏡18 射出的反射光通過光學窗片17到達準直鏡16，準直鏡16將入射光反射至反射鏡15，接著光線經反射鏡15的作用照射到半反半透鏡14上，但此時光線會被半反半透鏡14反射而不能透過，從而光線被半反半透鏡14反射到反射鏡19上，從反射鏡19射出的光線傳輸到光柵110上被分光，光柵110分光后的光線由匯聚鏡111聚焦后，按一定的波長順序排列照射到檢測器112上，由檢測器112記錄各波長處的光強(即吸收光譜)，最后根據該吸收光譜計算出煙氣中各成分的濃度。但是，由于透鏡表面會對光線有反射作用，并且透鏡材料本身對光線具有吸收作用，因此上述光學系統(tǒng)中的聚焦透鏡12對紫外光線進行匯聚的過程中會損失光能；另外， 采用半反半透鏡后，最終利用的光能最多只有原始光能的1/4，會造成較大的光能損失，而光學系統(tǒng)的光能損失會降低煙氣監(jiān)測儀的信噪比，進而增大檢測誤差。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，可以降低光能損失，從而提高煙氣監(jiān)測儀的信噪比，減小檢測誤差。同時，本發(fā)明還提供了一種煙氣監(jiān)測儀，通過對其光學系統(tǒng)進行結構改進，降低光學系統(tǒng)產生的光能損失，從而提高煙氣監(jiān)測儀的信噪比，進而減小檢測誤差。為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案一種煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，包括紫外光源、第一曲面反射鏡、入射狹縫、第一反射鏡、第二反射鏡、第一準直鏡、光學窗片、第三反射鏡、第四反射鏡、第二準直鏡、光處理裝置和檢測器；所述第一曲面反射鏡用于對所述紫外光源發(fā)射的光線進行反射，并將所述光線匯聚至所述入射狹縫的入口處；所述第二反射鏡用于接收從所述入射狹縫射出的部分光線并將其反射至所述第一準直鏡，同時接收所述第一準直鏡射出的光線并反射至所述第一反射鏡；所述第一反射鏡用于阻擋部分從入射狹縫射出的光線，同時接收所述第二反射鏡反射的光線并將其反射至所述第四反射鏡；所述第一準直鏡用于接收所述第二反射鏡反射的光線，對其進行準直后向所述第三反射鏡射出，同時接收所述第三反射鏡反射的光線并將其反射至所述第二反射鏡；所述第一準直鏡射出的光線透過所述光學窗片照射至所述第三反射鏡，所述第三反射鏡接收所述第一準直鏡射出的光線并將其反射至所述第一準直鏡；所述第四反射鏡用于接收所述第一反射鏡反射的光線并將其反射至第二準直鏡；所述第二準直鏡用于接收所述第四反射鏡反射的光線，對其進行準直后向所述光處理裝置射出；所述光處理裝置用于接收所述第二準直鏡射出的光線，對接收到的光線進行分光并聚焦于所述檢測器；所述檢測器接收經過所述光處理裝置分光和聚焦的光線，記錄所述光線在各波長處的光強，之后根據所述各波長處的光強確定煙氣中各成分的濃度。優(yōu)選的，在上述煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)中，所述第三反射鏡為角錐棱鏡。 優(yōu)選的，在上述煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)中，所述光處理裝置包括球面光柵；所述球面光柵用于接收所述第二準直鏡射出的光線，對接收到的光線進行分光并聚焦于所述檢測
O優(yōu)選的，在上述煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)中，所述光處理裝置還包括與所述球面光柵連接、可驅動所述球面光柵以其中心線為軸旋轉的驅動裝置。優(yōu)選的，在上述煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)中，所述驅動裝置包括電機、蝸桿和蝸輪； 所述電機的轉軸與所述蝸桿同軸連接；所述蝸桿和所述蝸輪嚙合；所述蝸輪與所述球面光柵連接。優(yōu)選的，在上述煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)中，所述光處理裝置包括平面光柵和第二曲面反射鏡；所述平面光柵用于接收所述第二準直鏡射出的光線，對接收到的光線進行分光，并將經過分光的光線向所述第二曲面反射鏡射出；所述第二曲面反射鏡用于接收所述平面光柵射出的光線并將其聚焦于所述檢測器。優(yōu)選的，在上述煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)中，所述光處理裝置還包括與所述平面光柵連接、可驅動所述平面光柵以垂直于其所在平面的中心線為軸旋轉的驅動裝置。優(yōu)選的，在上述煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)中，所述驅動裝置包括電機、蝸桿和蝸輪； 所述電機的轉軸與所述蝸桿同軸連接；所述蝸桿和所述蝸輪嚙合；所述蝸輪與所述平面光柵連接。優(yōu)選的，在上述煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)中，所述第一反射鏡可阻擋從所述入射狹縫射出的一半光線。
本發(fā)明還公開了一種煙氣監(jiān)測儀，包括采樣探頭、數據處理顯示單元、邏輯控制單元和前述的任意一種光學系統(tǒng)。由此可見，本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明公開的煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)中，紫外光源發(fā)射出的光線通過第一曲面反射鏡的匯聚和反射作用在入射狹縫的入口處聚焦，與背景技術中光線通過聚焦透鏡實現聚焦相比，不存在光線在穿透聚焦透鏡過程中因在透鏡表面發(fā)生反射而產生光能損耗的問題，從而減少了光能損失，并且，通過調整第一反射鏡的位置可以使得原始光能的1/2被最終利用，遠遠高于背景技術中的光能利用率，進一步減少光能的損失，從而提高煙氣監(jiān)測儀的信噪比，進而減小檢測誤差。另外，本發(fā)明公開的煙氣監(jiān)測儀，對光學系統(tǒng)的結構進行改進，減少了光學系統(tǒng)的光能損失，從而提高了煙氣監(jiān)測儀的信噪比，進而減小了檢測誤差。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現有的煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本發(fā)明公開的一種煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)的結構示意圖；圖3為本發(fā)明公開的另一種煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)的結構示意圖；圖4為本發(fā)明公開的一種驅動裝置的結構示意圖。
具體實施例方式CCD Charge-coup led Device,電荷華禹合元件。為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明公開了一種煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，可以降低光能損失，進而提高煙氣監(jiān)測儀的信噪比，減小檢測誤差。參見圖2，圖2為本發(fā)明公開的煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)的結構示意圖。該光學系統(tǒng)包括紫外光源21、第一曲面反射鏡22、入射狹縫23、第一反射鏡M、第二反射鏡25、第一準直鏡沈、光學窗片27、第三反射鏡觀、第四反射鏡四、第二準直鏡210、 光處理裝置211和檢測器212。其中，紫外光源21用于發(fā)射紫外光作為測試光線。第一曲面反射鏡22用于對紫外光源21發(fā)射的光線進行匯聚和反射。入射狹縫23 位于第一曲面反射鏡22反射的光線的光路上，紫外光源21發(fā)射的光線經由第一曲面反射鏡22匯聚到入射狹縫23的入口處，以此提高光強。第二反射鏡25位于從入射狹縫23射出的光線的光路上，用于接收入射狹縫23射出的部分光線并將其反射至第一準直鏡26，同時接收第一準直鏡沈射出的光線并反射至第一反射鏡對。第一反射鏡M位于入射狹縫23和第二反射鏡25之間，用于阻擋部分從入射狹縫 23射出的光線，同時接收第二反射鏡25反射的光線并將其反射至第四反射鏡四。第一反射鏡M的安裝位置決定了光能的利用率，通過調整第一反射鏡M的位置可以將最終利用的光能達到原始光能的1/2，具體的，當第一反射鏡M對從入射狹縫23射出的1/2的光線進行阻擋時，可以將最終利用的光能提高到原始光能的1/2。第一準直鏡沈位于第二反射鏡25反射的光線的光路上，用于接收第二反射鏡25 反射的光線，對其進行準直后向第三反射鏡觀射出，同時接收第三反射鏡觀反射的光線并將其反射至第二反射鏡25。光學窗片27設置于煙氣監(jiān)測儀的探頭(圖中未示出)的一端，第三反射鏡觀設置于探頭的另一端，第一準直鏡26射出的光線透過光學窗片27照射至第三反射鏡觀，第三反射鏡觀接收第一準直鏡26射出的光線并將其反射回第一準直鏡26。第四反射鏡四位于第一反射鏡M反射的光線的光路上，用于接收第一反射鏡M 反射的光線并將其反射至第二準直鏡210。第二準直鏡210位于第四反射鏡四反射的光線的光路上，用于接收第四反射鏡四反射的光線，對其進行準直后向光處理裝置211射出。光處理裝置211用于接收第二準直鏡210射出的光線，之后對接收到的光線進行分光并聚焦于檢測器212。檢測器212接收經過光處理裝置211分光和聚焦的光線，記錄光線在各波長處的光強，之后根據各波長處的光強確定煙氣中各成分的濃度。光處理裝置211可以采用多種結構，本發(fā)明對其中兩種結構進行說明。光處理裝置211的一種結構如圖2中所示，包括平面光柵2111和第二曲面反射鏡2112。其中，平面光柵2111位于第二準直鏡210射出光線的光路上，用于接收第二準直鏡210射出的光線，之后對接收到的光線進行分光，并將經過分光的光線向第二曲面反射鏡2112射出；第二曲面反射鏡2112位于平面光柵2111射出的光線的光路上，用于接收平面光柵2111射出的光線并將其聚焦于檢測器212。另外，光處理裝置211還可以僅由球面光柵構成，該球面光柵位于第二準直鏡210 射出光線的光路上，當第二準直鏡210射出的光線照射至球面光柵后，球面光柵在分光的同時進行聚焦，經過球面光柵分光和聚焦的光線向檢測器212射出。當光處理裝置211采用球面光柵時，無需設置曲面反射鏡，簡化了光學系統(tǒng)的結構。下面對圖2所示光學系統(tǒng)中光線的傳輸過程進行說明。光學系統(tǒng)中的第一曲面反射鏡22、入射狹縫23、第二反射鏡25、第一準直鏡沈、光線窗片27和第三反射鏡觀形成了光線的發(fā)送通路，第三反射鏡觀、光線窗片27、第一準直鏡沈、第二反射鏡25、第一反射鏡對、第四反射鏡四、第二準直鏡210、光處理裝置211和檢測器212形成了光線的接收通路。紫外光源21發(fā)射的紫外光經第一曲面反射鏡22的匯聚和反射作用，在入射狹縫 23的入口處聚焦，最大限度的提高測試光線的光強；之后光線穿過入射狹縫23向第二反射鏡25射出，由于第一反射鏡M設置于入射狹縫23和第二反射鏡25之間，所以第一反射鏡 24會阻擋部分光線，由入射狹縫23射出的部分光線照射至第二反射鏡25的上半部，第二反射鏡25將接收到的光線反射至第一準直鏡沈的上半部；第一準直鏡沈對從第二反射鏡 25接收到的光線進行準直，將發(fā)散光束變換為平行光束，并將其向第三反射鏡觀射出；光學窗片27是一種光學元件，可以使光線最大限度的通過，并且將位于其兩側的檢測環(huán)境分隔開，在本發(fā)明中光學窗片27將光學系統(tǒng)中除第三反射鏡觀之外的部件與煙氣環(huán)境隔離， 防止粉塵對其造成污染，從第一準直鏡沈射出的光線透過光學窗片27和探頭中的煙氣照射至第三反射鏡觀。第三反射鏡觀對接收到的光線進行反射，反射光線透過探頭中的煙氣和光學窗片27照射至第一準直鏡沈的下半部，此時第一準直鏡沈接收到的光線中已經包含了待測氣體的濃度信息，第一準直鏡26將接收到的光線反射至第二反射鏡25的下半部；第二反射鏡25將從第一準直鏡沈接收到的光線反射至第一反射鏡對，之后第一反射鏡M將從第二反射鏡25接收到的光線反射至第四反射鏡四，接著由第四反射鏡四將從第一反射鏡M接收到的光線反射至第二準直鏡210 ；第二準直鏡210接收第四反射鏡四反射的光線，對該光線進行準直，將其變換為平行光束并反射至平面光柵2111 ；平面光柵2111對第二準直鏡 210射出的平行光束進行分光；經過分光的光線在第二曲面反射鏡2112的作用下按照一定的波長順序排列照射到檢測器212，由檢測器212記錄各波長處的光強，形成吸收光譜，并根據吸收光譜計算煙氣中各成分的濃度。本發(fā)明公開的煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)中，紫外光源21發(fā)射出的光線通過第一曲面反射鏡22的匯聚和反射作用在入射狹縫23的入口處聚焦，與背景技術中光線通過聚焦透鏡實現聚焦相比，避免了光線在穿透聚焦透鏡過程中因在透鏡表面發(fā)生反射而產生損耗的問題，減少了光能損失，并且通過調整第一反射鏡M的位置，可以使得原始光能的1/2被最終利用，遠遠高于背景技術中的光能利用率，進一步減少光能的損失，從而提高了煙氣監(jiān)測儀的信噪比，進而減小了檢測誤差。在圖2所示的煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)中，為了減少第三反射鏡觀反射的光線照射至第一準直鏡26的過程中的光能損失，應保證第三反射鏡觀的反射光線的出射方向與入
射方向一致。實施中，第三反射鏡觀可以采用普通的反射鏡。但是，當第三反射鏡觀發(fā)生傾斜時，會導致由第三反射鏡觀反射至第一準直鏡沈的光線偏離入射方向，從而造成光能的損失。因此，當第三反射鏡觀采用普通的反射鏡時，對其安裝精度具有較高的要求。為了降低第三反射鏡觀的安裝難度，第三反射鏡觀可以選用角錐棱鏡(如圖2中所示)。角錐棱鏡是一種作回射用的玻璃元件，由一個平面截得立方體的一角而成，切割平面與此角相交的三個平面成等角。角錐棱鏡用三個90°角回射入射光束，具有使光線反向的功能，可以將所有的入射光線按照原來的方向反射回去。另外，角錐棱鏡對安裝誤差的容忍度較高，當角錐棱鏡存在一定安裝誤差時，仍可以將入射光線按照其原始方向反射回去。 因此，當第三反射鏡觀選用角錐棱鏡時，可以降低安裝難度。在利用紫外差分吸收光譜法檢測煙氣中的各成分(S02、N0、N02、NH3)的濃度時，通常選擇沒有相互干擾的波長點處進行計算，如SA選擇在^0nm-310nm波段，氮氧化物選在 410-440nm波段，在此波段基本沒有其他成分的吸收干擾，可進行準確檢測。煙氣監(jiān)測儀中檢測器的一幀光譜所對應的光譜響應范圍與光譜分辨率是相互制約的。通常當光譜檢測的分辨率較高時可以得到較好的吸收信息，但是一幀光譜的響應范圍則相應變窄，要想得到較寬的光譜響應范圍，則需犧牲一定的光譜分辨率。例如針對NH3 的濃度檢測在200歷-230歷波段進行，針對N02的濃度檢測在410歷_440歷波段進行，如果選擇高分辨率，則一幀光譜無法同時響應這兩個波段。本發(fā)明公開另一種煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，通過對光學系統(tǒng)的結構進行改進，兼顧煙氣監(jiān)測儀的光譜分辨率和光譜響應范圍， 可以在提供高光譜分辨率的同時，增大光譜響應范圍。參見圖3，圖3為本發(fā)明公開的另一種煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)的結構示意圖。僅就與圖2所示煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)的區(qū)別之處進行說明。光處理裝置211包括平面光柵2111、第二曲面反射鏡2112和驅動裝置2113。其中，驅動裝置2113與平面光柵2111連接，可以驅動平面光柵2111以垂直于該平面光柵 2111所在平面的中心線為軸旋轉。當記錄完當前幀的光譜信息后，通過驅動裝置2113驅動平面光柵2111做一定角度的旋轉，來得到下一幀的光譜信息，將兩幀或更多幀的光譜信息銜接后就可以得到較寬范圍的光譜信息，同時光譜分辨率沒有任何損失。驅動平面光柵2111的驅動裝置2113實現方式有多種，在此不做一一介紹。下面具體介紹所有實現方式中的一種。參見圖4，圖4為本發(fā)明公開的一種驅動裝置的結構示意圖。該驅動裝置包括電機 101、蝸桿102和蝸輪103。其中，電機101的轉軸與蝸桿102同軸連接，實施中，可以通過柔性部件將電機101 的轉軸和蝸桿102連接為一體，蝸桿102和蝸輪103嚙合，同時蝸輪103與平面光柵2111 連接。當電機101旋轉時可以帶動蝸桿102同軸旋轉，之后蝸輪103在蝸桿102的帶動下旋轉，與蝸輪103連接的平面光柵2111隨之旋轉。通過控制電機101的旋轉角度，可以控制平面光柵2111的旋轉角度。圖4中箭頭所示方向為平面光柵2111的旋轉方向。實施中，電機101可以采用步進電機，步進電機的旋轉以固定的角度一步一步運行，可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，達到準確定位，可以更準確的驅動平面光柵 2111的旋轉。當然，當光處理裝置211僅由球面光柵構成時，也可以進一步在光處理裝置211中設置驅動裝置，該驅動裝置與球面光柵連接、可以驅動該球面光柵以其中心線為軸旋轉。當記錄完當前幀的光譜信息后，通過驅動裝置驅動球面光柵做一定角度的旋轉， 來得到下一幀的光譜信息，將兩幀或更多幀的光譜信息銜接后就可以得到較寬范圍的光譜信息，同時光譜分辨率沒有任何損失，從而兼顧了煙氣監(jiān)測儀的光譜分辨率和光譜響應范圍，在提供高光譜分辨率的同時增大了光譜響應范圍。該驅動裝置可以采用多種結構實現，在此僅介紹其中一種該驅動裝置包括電機、 蝸輪和蝸桿，其中電機的轉軸與蝸桿同軸連接，蝸桿和蝸輪嚙合，同時蝸輪與球面光柵連接，其結構與圖3所示驅動裝置的結構基本一致，區(qū)別僅在于圖3所示驅動裝置中的蝸桿與平面光柵連接，而此處的驅動裝置中的蝸桿與球面光柵連接。本發(fā)明上述公開的各個煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)中，第一曲面反射鏡22可采用球面反射鏡或拋物面反射鏡，第二曲面反射2112可采用球面反射鏡或拋物面反射鏡，檢測器采用CCD檢測器。本發(fā)明還公開了一種煙氣監(jiān)測儀，包括采樣探頭、數據處理顯示單元、邏輯控制單元和光學系統(tǒng)，其中光學系統(tǒng)為本發(fā)明前述公開的任一種光學系統(tǒng)，其結構參見前文描述， 在此不再贅述。本發(fā)明公開的煙氣監(jiān)測儀，通過對其光學系統(tǒng)的結構進行改進，可以降低光學系統(tǒng)的光能損耗，從而提高煙氣監(jiān)測儀的信噪比，進而減小檢測誤差。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，其特征在于，包括紫外光源、第一曲面反射鏡、入射狹縫、第一反射鏡、第二反射鏡、第一準直鏡、光學窗片、第三反射鏡、第四反射鏡、第二準直鏡、光處理裝置和檢測器；所述第一曲面反射鏡用于對所述紫外光源發(fā)射的光線進行反射，并將所述光線匯聚至所述入射狹縫的入口處；所述第二反射鏡用于接收從所述入射狹縫射出的部分光線并將其反射至所述第一準直鏡，同時接收所述第一準直鏡射出的光線并反射至所述第一反射鏡； 所述第一反射鏡用于阻擋部分從入射狹縫射出的光線，同時接收所述第二反射鏡反射的光線并將其反射至所述第四反射鏡；所述第一準直鏡用于接收所述第二反射鏡反射的光線， 對其進行準直后向所述第三反射鏡射出，同時接收所述第三反射鏡反射的光線并將其反射至所述第二反射鏡；所述第一準直鏡射出的光線透過所述光學窗片照射至所述第三反射鏡，所述第三反射鏡接收所述第一準直鏡射出的光線并將其反射至所述第一準直鏡；所述第四反射鏡用于接收所述第一反射鏡反射的光線并將其反射至第二準直鏡；所述第二準直鏡用于接收所述第四反射鏡反射的光線，對其進行準直后向所述光處理裝置射出；所述光處理裝置用于接收所述第二準直鏡射出的光線，對接收到的光線進行分光并聚焦于所述檢測器；所述檢測器接收經過所述光處理裝置分光和聚焦的光線，記錄所述光線在各波長處的光強，之后根據所述各波長處的光強確定煙氣中各成分的濃度。
2.根據權利要求1所述的煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第三反射鏡為角錐棱鏡。
3.根據權利要求1或2所述的煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述光處理裝置包括球面光柵；所述球面光柵用于接收所述第二準直鏡射出的光線，對接收到的光線進行分光并聚焦于所述檢測器。
4.根據權利要求3所述的煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述光處理裝置還包括與所述球面光柵連接、可驅動所述球面光柵以其中心線為軸旋轉的驅動裝置。
5.根據權利要求4所述的煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述驅動裝置包括電機、蝸桿和蝸輪；所述電機的轉軸與所述蝸桿同軸連接；所述蝸桿和所述蝸輪嚙合；所述蝸輪與所述球面光柵連接。
6.根據所述權利要求1或2所述的煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述光處理裝置包括平面光柵和第二曲面反射鏡；所述平面光柵用于接收所述第二準直鏡射出的光線，對接收到的光線進行分光，并將經過分光的光線向所述第二曲面反射鏡射出；所述第二曲面反射鏡用于接收所述平面光柵射出的光線并將其聚焦于所述檢測器。
7.根據權利要求6所述的煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述光處理裝置還包括與所述平面光柵連接、可驅動所述平面光柵以垂直于其所在平面的中心線為軸旋轉的驅動裝置。
8.根據權利要求7所述的煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述驅動裝置包括電機、蝸桿和蝸輪；所述電機的轉軸與所述蝸桿同軸連接； 所述蝸桿和所述蝸輪嚙合； 所述蝸輪與所述平面光柵連接。
9.根據權利要求1所述的煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，其特征在于，所述第一反射鏡可阻擋從所述入射狹縫射出的一半光線。
10.一種煙氣監(jiān)測儀，包括采樣探頭、數據處理顯示單元、邏輯控制單元和光學系統(tǒng)，其特征在于，所述光學系統(tǒng)為權利要求1至9中任一項所述的光學系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙氣監(jiān)測儀的光學系統(tǒng)，包括紫外光源、第一曲面反射鏡、入射狹縫、第一反射鏡、第二反射鏡、第一準直鏡、光學窗片、第三反射鏡、第四反射鏡、第二準直鏡、光處理裝置和檢測器。本發(fā)明公開的光學系統(tǒng)中，紫外光源發(fā)射出的光線通過第一曲面反射鏡的匯聚和反射作用在入射狹縫的入口處聚焦，不存在光線在穿透聚焦透鏡過程中因在透鏡表面發(fā)生反射而產生光能損耗的問題，從而減少了光能損失，并且通過調整第一反射鏡的位置可以使得原始光能的1/2被最終利用，遠遠高于背景技術中的光能利用率，進一步減少光能的損失，從而提高煙氣監(jiān)測儀的信噪比，進而減小檢測誤差。本發(fā)明還公開了一種煙氣監(jiān)測儀。
文檔編號G01N21/33GK102393372SQ20111032168
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權日2011年10月20日
發(fā)明者崔厚欣 申請人:北京雪迪龍科技股份有限公司