用于红外气体分析的组合面准直反射光源的制作方法

1.本实用新型涉及一种准直反光装置，特别是涉及一种用于红外气体分析的组合面准直反射光源。


背景技术：

2.目前，大部分红外气体分析用的红外光源光线准直装置，主要有透镜、反光杯这两种二次光学器件。其中，反光杯是采用最多的一种反光器件，传统反光杯大多为机械加工制成，先切割成标准尺寸再旋压成型，材料有陶瓷、金属、玻璃、塑料等多种，通过在内壁镀金、镀铝形成反光面。反光杯的外观通常是杯型，内壁通常采用具有一定弧形的曲面来作为反光面，弧形的母线有椭圆或者抛物线。传统的设计原理为：选择某合适的抛物线(如图1所示)为基础，然后以通过其焦点a的弧线的垂直中轴线为对称轴b进行成面旋转，得到一个旋转旋转抛物面作为反光面，然后在旋转抛物面底部钻取合适的孔来安装红外光源，孔径大小φc(如图2所示)以实际红外光源最大外径为依据，红外光源的轴向位置以发光钨丝和抛物线焦点重合为标准进行定位，反光杯的台阶孔以光源底座尺寸为依据，根据以上原理及结构，设计得到一个完整的圆柱形反光杯。灯泡光源发出的光线在反光面经全反射后形成一束近似平行光。
3.目前，上述设计原理将钨丝光源假想为一个均匀发光的点光源，当此点光源与反光旋转抛物面的焦点重合时，其发出的多数光线都会通过旋转抛物面反射为平行旋转抛物面中心轴线的平行光(如图1所示)。然而，生产实际中使用的光源并不会是一个理想的点光源，钨丝发光时有自身的曲率半径和圈数要求，也就是说，实际发光光源是一个柱面光源，旋转抛物面的单一焦点只能与柱面光源上的一点重合，其余光源点发出的光线并不会按照以上理论进行反射，而是进行多方向多角度反射，真正平行光的能量仅仅占到光源输出能量10％左右，大部分能量损失了。因此，现有的反光杯无法实现有效的准直反光效果。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种用于红外气体分析的组合面准直反射光源。
5.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种用于红外气体分析的组合面准直反射光源，其特征在于，其包括红外光源反光杯本体、光源导线、红外光源灯泡组件，红外光源反光杯本体的形状为圆柱形，红外光源反光杯本体的内部一侧挖有一个空腔和一个放置所述红外光源灯泡组件的通孔，空腔的内壁作为反光面，反光面由旋转抛物面、圆柱面和半个抛物柱面构成，将抛物柱面的焦点与旋转抛物面的焦点在同一水平线上形成焦点线，所述焦点线的线长与所述红外光源灯泡组件中的钨丝长度相近，所述焦点线与丝在同一位置，光源导线与红外光源灯泡组件连接。
6.优选地，所述反光面经抛光后达到镜面程度。
7.优选地，所述红外光源灯泡组件采用胶结的可调定位方式固定在焦点线上。
8.优选地，所述通孔为阶梯孔。
9.优选地，所述红外光源灯泡组件包括钨丝、玻璃泡外罩、塑料底座和两根引线，两根引线与光源导线、钨丝连接，钨丝位于玻璃泡外罩内，塑料底座与玻璃泡外罩固定。
10.本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型采用多曲面组合结构，成本低，可以提高反光杯准直反光效果。
附图说明
11.图1为现有光源反射装置的原理图。
12.图2为现有孔径大小的结构示意图。
13.图3为本实用新型用于红外气体分析的组合面准直反射光源的一侧结构示意图。
14.图4为本实用新型用于红外气体分析的组合面准直反射光源的另一侧结构示意图。
15.图5为本实用新型中红外光源反光杯本体的结构示意图。
16.图6为本实用新型中抛物线、直线等原理前视图。
17.图7为本实用新型中抛物线、直线等原理左视图。
具体实施方式
18.下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
19.如图3至图6所示，本实用新型用于红外气体分析的组合面准直反射光源包括红外光源反光杯本体1、光源导线2、红外光源灯泡组件3，红外光源反光杯本体1的形状为圆柱形，红外光源反光杯本体1的内部一侧挖有一个空腔4和一个放置所述红外光源灯泡组件的通孔5，空腔4的内壁作为反光面，反光面由旋转抛物面e、圆柱面g和半个抛物柱面f构成，将抛物柱面f的焦点与旋转抛物面e的焦点在同一水平线上形成焦点线，所述焦点线的线长与所述红外光源灯泡组件3中的钨丝长度相近，所述焦点线与钨丝在同一位置，光源导线2与红外光源灯泡组件3连接。
20.反光杯本体采用模具加工方式，方便加工。
21.反光面经抛光后达到镜面程度，提高反光效果。反光面经抛光后达到镜面程度后，可以再在反光面以电镀的方式，在其反光面表面镀金提高反光效果。
22.红外光源灯泡组件3采用胶结的可调定位方式固定在焦点线上，方便固定和调节。
23.通孔5为阶梯孔，这样方便安装和固定红外光源灯泡组件3。
24.红外光源灯泡组件3包括钨丝、玻璃泡外罩、塑料底座和两根引线，两根引线与光源导线2、钨丝连接，钨丝位于玻璃泡外罩内，塑料底座与玻璃泡外罩固定，红外光源灯泡组件是一个整体器件，结构简单，成本低。
25.本实用新型的工作原理如下：使用时，光源导线2用于作为导线给红外光源灯泡组件3中的钨丝供电，所述红外光源灯泡组件3通电状态下产生红外光，再经所述红外光源反光杯本体1的反光面反射平行。红外光源灯泡组件从反光杯本体底部向上穿插通过空腔4，灯泡可部分穿过通孔5，这样可保证灯泡可通过底座不能穿过，使得钨丝的位置与焦点位置重合，同时保证灯泡固定稳固。如图6和图7所示，本实用新型将传统设计的旋转抛物面作为反光面形式，而本实用新型采用旋转抛物面、圆柱面和半个抛物柱面，旋转抛物面e与抛物
柱面f之间以圆柱面g连接，圆柱面g的是起到过渡作用，将旋转抛物面e与抛物柱面f连接组合，多个曲面合理的进行组合，形成多曲面的组合面作为反光面。旋转抛物面e焦点、抛物柱面f的中心线以及光源灯泡组件3的钨丝灯线三者位置相重合。红外光源钨丝灯线发出的红外光线首先在抛物柱面f进行反射，抛物柱面f与传统的旋转抛物面相比,反光面积增大，这样使得大部分光线都能有效被反射，同时抛物柱面f也会对光线进行初次的聚焦，反射回的光线穿过圆柱面g，再经旋转抛物面e进行二次反射调整光线，最终反射出的光线保证是平行光，另外也更均匀、集中。本实用新型采用多个曲面组合的方式，一方面，光源的钨丝使得反光旋转抛物面e的焦点和抛物柱面f的焦点尽可能的与光源钨丝重合得更多，这样满足反射需求的可控反射光也就越多，另一方面对光线的控制及利用率增加，从而提高反光杯的准直反光效果。
26.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
27.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。