一种气体污染物检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种气体污染物检测装置，该装置包括：红外光源，用于发出红外光，所述红外光穿过待检测气体时部分频率区间的光被所述待检测气体吸收；光电检测器，用于检测穿过所述待检测气体之后的出射光；光源控制模块，用于控制红外光源发出不同频率的光；信号处理模块，用于对所述光电检测器检测到的光信号进行处理；控制器，用于接收经过所述信号处理模块处理后的信号，对所述信号进行数据处理后计算出所述待检测气体中含有的气体污染物的浓度。本发明专利技术提供的气体污染物检测装置不仅能准备检测气体污染物成分和浓度，还提高了便携性，另一方面还具有优良的抗震性能，因此该装置可广泛应用于气体污染物检测领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及红外光谱检测领域，具体地，涉及一种气体污染物检测装。
技术介绍
随着现代工业、交通、经济的迅猛发展，能源的过度采伐与使用以及工业尾气的违规排放，PM2.5居高不下，大气污染日趋严重，严重危害人类活动与健康。这些排出的烟尘和尾气在空气中混合，发生了一系列化学反应，产生很多有毒的气体。有些气体如NO2、SO2等，虽然在大气中的含量很低，甚至不到百万分之一，但对人类及生物的健康有着长期的危害，而且容易对环境构成污染和威胁，如形成酸雨，全球变暖等。监控各种污染源的排放以及大气中各种气体的浓度，实时记录和监控气体变化，预测大气化学过程及环境气候变化，迫切需要一种简单、快速、稳定的高精度气体检测装置。目前，气体检测技术按测量原理可分为气体传感器技术、电化学气体检测技术、气相色谱分析技术、光谱检测技术和其他类别的(如热导式)气体检测技术等几大类。其中，气体传感器技术是一种将被测量信息变换成电信号或其它形式的信号的检测技术，这种技术检测过程繁琐，对被测气体的选择性差，容易受到杂质气体的干扰；电化学气体检测技术是基于电化学原理与气体的电化学性质而建立的一种分析方法；气相色谱分析技术是一种物理分离分析技术，根据不同气体在色谱柱中速度的差别实现气体成分的检测。电化学检测技术和气相色谱分析技术多采用单点式的人工采样方式，而且必须在实验室分析，分析精度常受操作技能的影响；而且每次仅能检测单一成份的气体，缺乏多重输入与信号处理的功能，分析时响应速度慢，效率低。热导式气体检测技术是通过测量混合气体热导率的变化量来实现被测气体浓度的测量，在这种检测技术中，被测气体中的水汽和吸收性杂质气体以及它们的压力和流量波动对检测结果影响较大，同时测量过程受环境温度影响较大，存在测量精度不高、不易补偿等问题。为了克服上述诸多问题，红外波段的光谱检测技术因其具有检测速度较快、准确度高、无量程限制、抗冲击性能好等优点，而逐渐被广泛研究和应用。但是，传统的光谱检测技术由一系列电路和光学器件构成，体积庞大，不抗震，不便携带，这极大地限制了气体污染物监测装置的使用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种设备，该设备能精确测量大气中的污染气体成分以及污染气体的浓度，而且该装置体积相对较小，便于携带，其应用不受限制，具有很强的适用性。为了实现上述目的，本专利技术提供一种气体污染物检测装置，该装置包括：红外光源，用于发出红外光，所述红外光穿过待检测气体时部分频率区间的光被所述待检测气体吸收；光电检测器，用于检测穿过所述待检测气体之后的出射光，所有能将光信号转变为电信号的器件皆可应用于此，例如光电二极管，并且为了提高检测效果也可以并列使用多个光电检测器组合使用，例如光电二极管阵列，所述电信号可为电流信号电压信号；光源控制模块，用于控制红外光源发出不同频率的光；信号处理模块，用于对所述光电检测器检测到的光信号进行处理；控制器，用于接收经过所述信号处理模块处理后的信号，对所述信号进行数据处理后计算出所述待检测气体中含有的气体污染物的浓度。基于特定气体会吸收红外光谱中特定频率的光的原理，当所述红外光穿过待检测气体后，其出射光中的特定频率的光的因已部分或全部被吸收，其强度会发生变化，光电检测器对穿过待检测气体后的出射光进行检测并经过信号处理模块的一系列处理后，可通过控制器分析出被吸收的光谱频率以及吸收量，从而提取污染气体的成分和/浓度信息，并显示在显示装置上。优选地，所述光源控制模块包括：光源调制模块，用于对所述控制器生成的数字控制信号进行调制；以及驱动模块，所述光源驱动模块包括数模转换器，用于将经所述光源调制模块调制后的数字信号转化为电信号，从而驱动所述红外光源发出红外光。通过光源调制模块的调制可以产生更频率范围更广，频率区间更精确的光，从而提高检测精确度。优选地，所述光源驱动模块为脉冲恒流电源。脉冲恒流电源的间隙式供电特点可降低红外光源的发光功耗。优选地，所述控制器生成PWM，所述光源调制模块对所述PWM进行调制，以生成不同频率的数字信号。优选地，所述信号处理模块包括：信号放大模块，用于对光电检测器检测到的所述出射光信号进行放大处理；以及信号预处理模块，用于过滤经所述信号放大模块放大处理之后的所述出射光信号，去除不必要的噪声信号；信号采集模块，用于采样经所述信号预处理模块的过滤后的所述出射光信号；信号后处理模块，用于最终处理经过所述信号采集模块后的所述出射光信号，并将经最终处理后的光信号传递给所述控制器，提取所述待检测气体的成分和/或浓度信息。优选地，所述红外光源和光电检测器封装在一起。优选地，所述气体污染物检测装置包括光学器件，用于对接收到的所述出射光进行光路处理，以便于光电检测器更有效地检测所述出射光。优选地，所述红外光源和光电检测器件以及光学器件安装在单一构件上，从而可提高抗震性能。优选地，所述光学器件为反射装置，用于改变所述出射光的光路，使所述出射光穿过所述待检测气体后经该反射装置反射照射在光电检测器的接收端，可进一步提高测量精度，减少所述气体污染物测量装置的体积。所述反射装置可以是反射镜，或其它具有反射功能的器件。优选地，所述光学器件为聚焦装置，用于对穿过所述待检测气体的所述出射光进行聚焦，并将聚焦之后的出射光反馈至所述光电检测器的接收端。通过所述聚焦装置可使所述出射光充分地照射在光电检测器上，提高检测效率和检测精确度。通过上述技术方案，本专利技术提供的气体污染物检测装置克服了传统光谱检测仪器体积过大不便实用的缺点，提高了所述气体污染物检测装置的便携性，另一方面所述气体污染物检测装置具有优良的抗震性能，因此该装置可广泛应用于气体污染物检测领域。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术的实施例一的气体污染物检测装置的结构示意图；图2是根据本专利技术的实施例二的气体污染物检测装置的结构示意图；图3是根据本专利技术的实施例三的气体污染物检测装置的结构示意图；以及图4是根据本专利技术的实施例四的气体污染物检测装置的结构示意图。附图标记说明10：控制器 20：光源控制模块21：光源调制模块 22：光源驱动模块30：红外光源 40：光电检测器50：信号处理模块 51：信号放大模块52：信号预处理模块 53：信号采集模块54：信号后处理模块 60：反射装置61：聚焦装置 70：显示模块80：反射光路 81：透射光路具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。图1是根据本专利技术的实施例一的气体污染物检测装置的结构示意图。如图1所示，本专利技术所述的气体污染物检测装置包括：红外光源30，用于发出红外光，所述红外光穿过待检测气体时部分频率区间的光被所述待检测气体吸收；光电检测器40，用于检测穿过所述待检测气体之后的出射光；光源控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体污染物检测装置，其特征在于，该装置包括：红外光源，用于发出红外光，所述红外光穿过待检测气体时部分频率区间的光被所述待检测气体吸收；光电检测器，用于检测穿过所述待检测气体之后的出射光；光源控制模块，用于控制红外光源发出不同频率的光；信号处理模块，用于对所述光电检测器检测到的光信号进行处理；控制器，用于接收经过所述信号处理模块处理后的信号，对所述信号进行数据处理后计算出所述待检测气体中含有的气体污染物的浓度。

【技术特征摘要】
1.一种气体污染物检测装置，其特征在于，该装置包括：红外光源，用于发出红外光，所述红外光穿过待检测气体时部分频率区间的光被所述待检测气体吸收；光电检测器，用于检测穿过所述待检测气体之后的出射光；光源控制模块，用于控制红外光源发出不同频率的光；信号处理模块，用于对所述光电检测器检测到的光信号进行处理；控制器，用于接收经过所述信号处理模块处理后的信号，对所述信号进行数据处理后计算出所述待检测气体中含有的气体污染物的浓度。2.根据权利要求1所述的气体污染物检测装置，其特征在于，所述光源控制模块包括：光源调制模块，用于对所述控制器生成的数字控制信号进行调制；以及光源驱动模块，所述光源驱动模块包括数模转换器，用于将经所述光源调制模块调制后的数字信号转化为电信号，从而驱动所述红外光源发出红外光。3.根据权利要求2所述的气体污染物检测装置，其特征在于，所述光源驱动模块为脉冲恒流电源。4.根据权利要求2所述的气体污染物检测装置，其特征在于，所述控制器生成PWM，所述光源调制模块对所述PWM进行调制，以生成不同频率的数字信号。5.根据权利要求1所述的气体污染物检测装置，其特征在于，所述信号处理模块包括：信号放大模块，用于对光电检测器检测到的所述出射光信号进行放大处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄亦谦，
申请(专利权)人：北京千安哲信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11