一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置，属于大气污染监测领域，装置包括红外光源模块、滤光轮模块、样品池模块、数据采集模块、数据分析模块；所述红外光源模块包括镍铬合金丝和加热装置；所述滤光轮模块包括承载2种滤光片的滤光轮和直流电机；所述样品池模块包括三个球面镜、进气与出气控制口、加热与恒温模块；所述数据采集模块包括硒化铅红外探测器、信号调理、A/D转换；所述数据分析模块包括DSP数据处理、上位机以及报警模块，本实用新型专利技术可实现2ppm‑104ppm宽动态范围的SO2浓度测量，既能克服传统非分散红外气体分析技术检测灵敏度与宽动态测量范围无法同时兼顾的缺陷，又能保证系统良好测量线性度。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于大气污染监测领域，具体涉及一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置。
技术介绍
近年来工业排放废气越来越多，其中SO2成为主要污染物，它是最常见的硫氧化物，有强烈刺激性，严重危害自然生态系统、人类健康。由于日常工业生产加工过程不同，工业污染源排放的SO2浓度相差悬殊，例如铜冶炼厂出铜期间SO2浓度只有几十ppm，但铜冶炼期间脱硫前的SO2浓度能高达几千ppm。因此，有必要实时且准确的检测工业污染源排放的各种各样浓度的SO2。传统的非分散红外气体分析技术虽然能保证系统的良好测量线性度，却不能同时满足检测灵敏度与宽动态测量范围这两点，要想高精度的测量此类宽动态范围的气体浓度，传统采用的单分析通道检测已经不能满足要求。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术提供了一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置。本技术所采用的技术方案为：一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置，所述装置包括红外光源模块、滤光轮模块、样品池模块、数据采集模块，数据分析模块；所述红外光源模块包括镍铬合金丝和加热装置，红外光源模块出射光进入滤光轮模块；所述滤光轮模块包括承载2种滤光片的滤光轮和直流电机，滤光轮模块出射光进入样品池模块；所述样品池模块包括三个球面镜、进气与出气控制口、加热与恒温模块，样品池模块出射光进入数据采集模块；所述数据采集模块包括硒化铅红外探测器、信号调理、A/D转换，数据采集模块输出电压信号进入数据分析模块；所述数据分析模块包括DSP数据处理、上位机以及报警模块。所述的一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置，其特征在于：所述红外光源模块采用镍铬合金丝做光源，加热装置将其加热至927℃，红外辐射光谱范围覆盖1-10μm。所述的一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置，其特征在于：所述滤光轮模块包括对应检测浓度高于280ppm的高浓度SO2的带通滤光片(1)，其中心波长为4μm、峰值半高宽为0.1μm，对应检测浓度低于280ppm的低浓度SO2的带通滤光片(2)，其中心波长为7.45μm、峰值半高宽为0.4μm；直流电机用于控制滤光轮转动的同时实现光学滤波和光波调制。所述的一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置，其特征在于：所述样品池模块采用3个球面镜多次反射增加气体的吸收光程，提高检测灵敏度；进气与出气控制口采用流量阀与抽气泵相结合将SO2恒速恒量抽入和抽出样品池，保证池内压力稳定；加热与恒温模块用于保证样品池内温度稳定在70℃，可以避免低温时水汽冷凝或与SO2酸性气体发生化学反应破坏样品池。所述的一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置，其特征在于：所述数据采集模块采用硒化铅探测器P9696-02将光信号转化为电压信号，再对探测器输出的微弱电压信号进行调理，最后对调理好的模拟电压信号采用12位A/D转换芯片TLC2543转换成数字电压信号。所述的一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置，其特征在于：所述数据分析模块对数据采集模块输出信号基于F2812DSP进行数据处理，与上位机通信，反演出SO2浓度；报警模块在SO2浓度超过警戒值时被激活。与现有技术相比，本技术的有益效果体现在：本技术采用承载3种滤光片的滤光轮取代传统的切光器和固定光学仪器；电机转动滤光轮对光信号滤波的同时调制了光波；采用F2812DSP处理信号，速度快精度高，与上位机连接通信方便的实现人机交互；采用双分析通道联合检测SO2浓度，使用强吸收通道即中心波长为7.45μm的滤光片通道测量浓度低于280ppm的低浓度SO2，弱吸收通道即中心波长为4μm的滤光片通道测量浓度高于280ppm的高浓度SO2，两分析通道的联合可实现2ppm-104ppm范围内的SO2浓度测量，本技术既能克服传统非分散红外气体分析技术检测灵敏度与宽动态测量范围无法同时兼顾的缺陷，又能保证系统良好测量线性度。附图说明图1为本技术一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置总体框图。具体实施方式下面结合附图对本技术做详细的说明：如图1所示，一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置，包括红外光源模块、滤光轮模块、样品池模块、数据采集模块、数据分析模块；所述红外光源模块采用镍铬合金丝做光源，加热装置将其加热至927℃，红外辐射光谱范围覆盖1-10μm，红外光源模块出射光进入滤光轮模块；所述滤光轮模块包括对应检测浓度高于280ppm的高浓度SO2的带通滤光片(1)，其中心波长为4.00μm、峰值半高宽为0.1μm，对应检测浓度低于280ppm的低浓度SO2的带通滤光片(2)，其中心波长为7.45μm、峰值半高宽为0.4μm；直流电机用于控制滤光轮转动的同时实现光学滤波和光波调制，滤光轮模块出射光进入样品池模块；所述样品池模块采用3个球面镜多次反射增加气体的吸收光程，提高检测灵敏度；进气与出气控制口采用流量阀与抽气泵相结合将SO2恒速恒量抽入和抽出样品池，保证池内压力稳定；加热与恒温模块用于保证样品池内温度稳定在70℃，可以避免低温时水汽冷凝或与SO2酸性气体发生化学反应破坏样品池，样品池模块出射光进入数据采集模块；所述数据采集模块采用硒化铅探测器P9696-02将光信号转化为电压信号，再对探测器输出的微弱电压信号进行调理，最后对调理好的模拟电压信号采用12位A/D转换芯片TLC2543转换成数字电压信号，数据采集模块输出电压信号进入数据分析模块；所述数据分析模块对数据采集模块输出信号基于F2812DSP进行数据处理，与上位机通信，反演出SO2浓度；报警模块在SO2浓度超过警戒值时被激活。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置，其特征在于：所述装置包括红外光源模块、滤光轮模块、样品池模块、数据采集模块，数据分析模块；所述红外光源模块包括镍铬合金丝和加热装置，红外光源模块出射光进入滤光轮模块；所述滤光轮模块包括承载2种滤光片的滤光轮和直流电机，滤光轮模块出射光进入样品池模块；所述样品池模块包括三个球面镜、进气与出气控制口、加热与恒温模块，样品池模块出射光进入数据采集模块；所述数据采集模块包括硒化铅红外探测器、信号调理、A/D转换，数据采集模块输出电压信号进入数据分析模块；所述数据分析模块包括DSP数据处理、上位机以及报警模块。

【技术特征摘要】
1.一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置，其特征在于：所述装置包括红外光源模块、滤光轮模块、样品池模块、数据采集模块，数据分析模块；所述红外光源模块包括镍铬合金丝和加热装置，红外光源模块出射光进入滤光轮模块；所述滤光轮模块包括承载2种滤光片的滤光轮和直流电机，滤光轮模块出射光进入样品池模块；所述样品池模块包括三个球面镜、进气与出气控制口、加热与恒温模块，样品池模块出射光进入数据采集模块；所述数据采集模块包括硒化铅红外探测器、信号调理、A/D转换，数据采集模块输出电压信号进入数据分析模块；所述数据分析模块包括DSP数据处理、上位机以及报警模块。2.根据权利要求1所述的一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置，其特征在于：所述红外光源模块采用镍铬合金丝做光源，加热装置将其加热至927℃，红外辐射光谱范围覆盖1-10μm。3.根据权利要求1所述的一种新型双分析通道宽动态检测范围的SO2检测装置，其特征在于：所述滤光轮模块包括对应检测浓度高于280ppm的高浓度SO2的带通滤光片(1)，其中心波长为4.00μm、峰值半高宽为0.1μm，对应检测浓度低于280ppm的低浓度S...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐雨，凌六一，林攀攀，樊驰舟，柏植，王春，王康，李幸生，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34