防潮型云粒子成像谱仪的制作方法

1.本实用新型中涉及激光探测技术领域，特别涉及防潮型云粒子成像谱仪。


背景技术：

2.系统采用线阵扫描成像技术对微小粒子进行测量。半导体激光器作为探测光源，64元线阵探测器对粒子成像进行探测，当被测粒子通过探测区域时，经由光学成像系统在探测器表面形成放大的阴影像。信号采集系统通过高速采集获得粒子图像的原始连续切片信息，结合实时空速按照一定比例进行抽帧还原，便得到真实的二维图像。同时，根据粒子图像所占据的探测器单元个数，即可确定粒子尺寸。
3.现有技术中，云粒子成像谱仪需满足各种气象条件下挂飞探测的使用要求，为了保证探测仪在各种气象环境下可靠工作，各部件尤其是光学部分需安装可靠稳定，且整机要保持气密要求，避免潮湿空气进入探测仪内部，但是现有技术中的云粒子成像谱仪缺乏可靠的密封结构，导致气密性不稳定，外部潮湿空气容易进入探测仪内部，因此公开了防潮型云粒子成像谱仪。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供防潮型云粒子成像谱仪，以解决上述背景技术中提出的现有技术中的云粒子成像谱仪缺乏可靠的密封结构，导致气密性不稳定的问题，本实用新型通过密封机构的设置，密封环配合第一密封槽可大大增强连接件与云粒子成像谱仪本体之间的密封性，结合第二密封圈和第二密封槽形成双重密封效果，使得该云粒子成像谱仪的连接处形成可靠的密封结构，外部潮湿空气不易进入探测仪内部，改善了现有技术中的云粒子成像谱仪缺乏可靠的密封结构，导致气密性不稳定的问题。
5.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：防潮型云粒子成像谱仪，包括云粒子成像谱仪本体，所述云粒子成像谱仪本体一端通过连接件连接有一对探测臂，所述连接件和云粒子成像谱仪本体上对应设置有连接孔，所述连接件与云粒子成像谱仪本体之间连接有密封机构和预定位构件，所述密封机构包括密封组件一和密封组件二，所述密封组件一和密封组件二均连接于云粒子成像谱仪本体与连接件之间，且密封组件一和密封组件二分别位于预定位构件的内外两侧，所述密封组件一包括与连接件固定连接的密封环和设置于云粒子成像谱仪本体上的第一密封槽，所述密封环与第一密封槽相适配。
6.优选地，所述密封组件一还包括第一密封圈，所述第一密封圈固定连接于第一密封槽的内壁上。
7.优选地，所述密封组件二包括包括与云粒子成像谱仪本体固定连接的第二密封圈和设置于连接件上的第二密封槽，所述第二密封圈与第二密封槽相适配。
8.优选地，所述预定位构件包括与连接件固定连接的多个定位柱和圆周阵列设置于云粒子成像谱仪本体上的多个定位槽，多个所述定位柱与多个定位槽一一相适配。
9.优选地，所述探测臂的内部安装有加热件，所述加热件位于探测臂远离连接件的
一侧，所述探测臂的内部填充有氮气。
10.优选地，所述探测臂远离连接件的端部连接有减阻端头，所述减阻端头设置为劈尖状，所述连接件表面设置有与探测臂相适配的加固凸起。
11.优选地，所述云粒子成像谱仪本体包括激光器、激光器驱动、整形发射光学系统、成像接收光学系统、并行探测电路、多路并行信息处理电路、系统电源及温控和外部通讯接口。
12.综上，本实用新型的技术效果和优点：
13.1、本实用新型中，通过密封机构的设置，利用连接件上的密封环对准云粒子成像谱仪本体上的第一密封槽插入，并使用标准连接螺栓将连接件固定在云粒子成像谱仪本体的端部，密封环配合第一密封槽可大大增强连接件与云粒子成像谱仪本体之间的密封性，结合第二密封圈和第二密封槽形成双重密封效果，使得该云粒子成像谱仪的连接处形成可靠的密封结构，外部潮湿空气不易进入探测仪内部，改善了现有技术中的云粒子成像谱仪缺乏可靠的密封结构，导致气密性不稳定的问题。
14.2、本实用新型中，通过连接件上固定连接的多个定位柱和圆周阵列设置于云粒子成像谱仪本体上的多个定位槽，安装时，可将定位柱对准定位槽插入，将连接件与云粒子成像谱仪本体预先相固定，方便后续进一步的固定操作，通过在探测臂的内部安装加热件，所述探测臂的内部填充有氮气，在探头组装好将内部空气抽出，置换以洁净的氮气，以避免环境温度过低时激光窗口玻璃内侧结雾。此外，在两探测臂前段还埋装的加热件可防止窗口玻璃在低温下表面结冰。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实施例中的立体结构示意图；
17.图2为本实施例的连接件处的结构示意图；
18.图3为本实施例中的云粒子成像谱仪本体处的结构示意图；
19.图4为本实施例中的云粒子成像谱仪系统组成结构示意图；
20.图5为本实施例中的云粒子图像探测仪信号处理模块的功能结构示意图。
21.图中：1、云粒子成像谱仪本体；2、连接件；3、探测臂；4、减阻端头；5、加固凸起；6、连接孔；7、定位柱；8、定位槽；9、第二密封圈；10、第二密封槽；11、密封环；12、第一密封槽；13、第一密封圈。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.实施例：参考图1-5所示的防潮型云粒子成像谱仪，包括云粒子成像谱仪本体1，云粒子成像谱仪本体1一端通过连接件2连接有一对探测臂3，即整体结构为筒状主体向外延伸出两探测臂3，用于构成采样区域，长度为80mm，整体设计为流线型，尽量减小飞行中探头本身对气流的干扰。
24.连接件2和云粒子成像谱仪本体1上对应设置有连接孔6，连接件2与云粒子成像谱仪本体1之间连接有密封机构和预定位构件，密封机构包括密封组件一和密封组件二，密封组件一和密封组件二均连接于云粒子成像谱仪本体1与连接件2之间，且密封组件一和密封组件二分别位于预定位构件的内外两侧，密封组件一包括与连接件2固定连接的密封环11和设置于云粒子成像谱仪本体1上的第一密封槽12，密封环11与第一密封槽12相适配。
25.基于上述结构，利用连接件2上的密封环11对准云粒子成像谱仪本体1上的第一密封槽12插入，并使用标准连接螺栓将连接件2固定在云粒子成像谱仪本体1的端部，密封环11配合第一密封槽12可大大增强连接件2与云粒子成像谱仪本体1之间的密封性，同时结合密封组件二使得该云粒子成像谱仪的连接处形成可靠的密封结构，外部潮湿空气不易进入探测仪内部，改善了现有技术中的云粒子成像谱仪缺乏可靠的密封结构，导致气密性不稳定的问题。
26.本实施例中，结合图2、3所示，密封组件一还包括第一密封圈13，第一密封圈13固定连接于第一密封槽12的内壁上，第一密封圈13可进一步阻止外部水汽从第一密封槽12与密封环11之间的缝隙进入探测仪内部，提高密封性能。
27.本实施例中，结合图2、3所示，密封组件二包括包括与云粒子成像谱仪本体1固定连接的第二密封圈9和设置于连接件2上的第二密封槽10，第二密封圈9与第二密封槽10相适配，第二密封圈9与第二密封槽10的配合设置可有效防止外部水汽进入连接件2与云粒子成像谱仪本体1之间的缝隙中，配合密封组件一形成双重密封效果。
28.本实施例中，结合图2、3所示，预定位构件包括与连接件2固定连接的多个定位柱7和圆周阵列设置于云粒子成像谱仪本体1上的多个定位槽8，多个定位柱7与多个定位槽8一一相适配，安装时，可将定位柱7对准定位槽8插入，将连接件2与云粒子成像谱仪本体1预先相固定，方便后续进一步的固定操作。
29.本实施例中，探测臂3的内部安装有加热件，加热件位于探测臂3远离连接件2的一侧，探测臂3的内部填充有氮气，在探头组装好将内部空气抽出，置换以洁净的氮气，以避免环境温度过低时激光窗口玻璃内侧结雾。此外，在两探测臂3前段还埋装的加热件，例如加热棒，可防止窗口玻璃在低温下表面结冰。
30.本实施例中，结合图1、2所示，探测臂3远离连接件2的端部连接有减阻端头4，减阻端头4设置为劈尖状，尽量减小飞行中探头本身对气流的干扰；连接件2表面设置有与探测臂3相适配的加固凸起5，可提高该云粒子成像谱仪的牢固性和稳定性。
31.本实施例中，如图4所示，云粒子成像谱仪本体1包括激光器、激光器驱动、整形发射光学系统、成像接收光学系统、并行探测电路、多路并行信息处理电路、系统电源及温控和外部通讯接口，其中，各部分功能如下：激光器：发射探测光束，为粒子成像提供照明背景；激光器驱动：控制激光器输出功率、温度控制、输出功率监测及调节；整形发射光学系统：对发射激光进行扩束准直，使其变为平行光；成像接收光学系统：光学系统将处于采样区的粒子成像于探测器光敏面，同时对照明光束进行扩束，使其能够覆盖所有探测器单元；
并行探测电路：实现对探测器表面成像的光电转换；多路并行信息处理电路：将64路探测单元信号放大后，通过比较判断转换为数字信号，并通过高速采样得到粒子二维图像的原始连续切片信息；系统电源及温控：接收外部供电，并将其转换为系统所需的电源，同时对系统相关元件进行加温；外部通讯接口：与上位机系统进行通讯，接收工作控制命令并将处理结果传至上位机应用程序。
32.本实施例中，如图5所示，云粒子图像探测仪信号处理模块由模拟板和数字板组成，模拟板主要实现并行探测器的光信号探测、64路光电信号放大、比较，根据光强实现64路高、低电平输出。数字板主要实现64路电平信号的采集、抽样；计算出粒子分布信息、处理图像信息、完成对数据的缓存、及温湿度、gps信息等信息的统计，通过串口定时发送数据；64路单元采样信号进入fpga进行处理运算，最终得到粒子的图像，同时统计得到不同尺度范围的粒子数。运算结果数据通过串口传送至上位机程序进行显示，并被实时存储。
33.本实用新型工作原理：通过密封机构的设置，利用连接件2上的密封环11对准云粒子成像谱仪本体1上的第一密封槽12插入，并使用标准连接螺栓将连接件2固定在云粒子成像谱仪本体1的端部，密封环11配合第一密封槽12可大大增强连接件2与云粒子成像谱仪本体1之间的密封性，结合第二密封圈9和第二密封槽10形成双重密封效果，使得该云粒子成像谱仪的连接处形成可靠的密封结构，外部潮湿空气不易进入探测仪内部，改善了现有技术中的云粒子成像谱仪缺乏可靠的密封结构，导致气密性不稳定的问题。
34.通过连接件2上固定连接的多个定位柱7和圆周阵列设置于云粒子成像谱仪本体1上的多个定位槽8，安装时，可将定位柱7对准定位槽8插入，将连接件2与云粒子成像谱仪本体1预先相固定，方便后续进一步的固定操作，通过在探测臂3的内部安装加热件，探测臂3的内部填充有氮气，在探头组装好将内部空气抽出，置换以洁净的氮气，以避免环境温度过低时激光窗口玻璃内侧结雾。此外，在两探测臂3前段还埋装的加热件可防止窗口玻璃在低温下表面结冰。
35.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.防潮型云粒子成像谱仪，包括云粒子成像谱仪本体(1)，其特征在于：所述云粒子成像谱仪本体(1)一端通过连接件(2)连接有一对探测臂(3)，所述连接件(2)和云粒子成像谱仪本体(1)上对应设置有连接孔(6)，所述连接件(2)与云粒子成像谱仪本体(1)之间连接有密封机构和预定位构件，所述密封机构包括密封组件一和密封组件二，所述密封组件一和密封组件二均连接于云粒子成像谱仪本体(1)与连接件(2)之间，且密封组件一和密封组件二分别位于预定位构件的内外两侧，所述密封组件一包括与连接件(2)固定连接的密封环(11)和设置于云粒子成像谱仪本体(1)上的第一密封槽(12)，所述密封环(11)与第一密封槽(12)相适配。2.根据权利要求1所述的防潮型云粒子成像谱仪，其特征在于：所述密封组件一还包括第一密封圈(13)，所述第一密封圈(13)固定连接于第一密封槽(12)的内壁上。3.根据权利要求1所述的防潮型云粒子成像谱仪，其特征在于：所述密封组件二包括与云粒子成像谱仪本体(1)固定连接的第二密封圈(9)和设置于连接件(2)上的第二密封槽(10)，所述第二密封圈(9)与第二密封槽(10)相适配。4.根据权利要求3所述的防潮型云粒子成像谱仪，其特征在于：所述预定位构件包括与连接件(2)固定连接的多个定位柱(7)和圆周阵列设置于云粒子成像谱仪本体(1)上的多个定位槽(8)，多个所述定位柱(7)与多个定位槽(8)一一相适配。5.根据权利要求4所述的防潮型云粒子成像谱仪，其特征在于：所述探测臂(3)的内部安装有加热件，所述加热件位于探测臂(3)远离连接件(2)的一侧，所述探测臂(3)的内部填充有氮气。6.根据权利要求1所述的防潮型云粒子成像谱仪，其特征在于：所述探测臂(3)远离连接件(2)的端部连接有减阻端头(4)，所述减阻端头(4)设置为劈尖状，所述连接件(2)表面设置有与探测臂(3)相适配的加固凸起(5)。7.根据权利要求1所述的防潮型云粒子成像谱仪，其特征在于：所述云粒子成像谱仪本体(1)包括激光器、激光器驱动、整形发射光学系统、成像接收光学系统、并行探测电路、多路并行信息处理电路、系统电源及温控和外部通讯接口。

技术总结
本实用新型公开了防潮型云粒子成像谱仪，涉及到激光探测技术领域，包括云粒子成像谱仪本体，所述云粒子成像谱仪本体一端通过连接件连接有一对探测臂，所述连接件和云粒子成像谱仪本体上对应设置有连接孔，所述连接件与云粒子成像谱仪本体之间连接有密封机构和预定位构件，所述密封机构包括密封组件一和密封组件二。本实用新型通过密封机构的设置，密封环配合第一密封槽可大大增强连接件与云粒子成像谱仪本体之间的密封性，结合第二密封圈和第二密封槽形成双重密封效果，使得该云粒子成像谱仪的连接处形成可靠的密封结构，外部潮湿空气不易进入探测仪内部，改善了现有技术中的云粒子成像谱仪缺乏可靠的密封结构，导致气密性不稳定的问题。稳定的问题。稳定的问题。


技术研发人员：杨炅 刘强
受保护的技术使用者：四川西物激光技术有限公司
技术研发日：2021.10.22
技术公布日：2022/5/25