多种参数补偿的小型化气体检测装置和检测系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多种参数补偿的小型化气体检测装置和检测系统，其中，装置；包括支撑外壳和设置在支撑外壳中的气体测量及信息处理模块、控制器以及显示模块；气体测量及信息处理模块用于对现场待测气体通过吸收光谱分析法进行实时检测，得到待测气体的气体测量浓度、温度以及压力；并将气体测量浓度、温度以及压力发送至控制器；控制器用于根据温度和压力利用多普勒线宽算法对气体测量浓度进行补偿，得到气体浓度；并将气体浓度传输至显示模块进行显示。本发明专利技术具有小型化，便于携带的特点，能够直接在现场实现实时测量，使得测量结果有时效性；而且根据温度和压力利用多普勒线宽算法对气体测量浓度进行补偿，从而提高气体浓度的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
多种参数补偿的小型化气体检测装置和检测系统
本专利技术涉及气体检测装置
，尤其涉及一种多种参数补偿的小型化气体检测装置和检测系统。
技术介绍
气体检测装置是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具；主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类，气体传感器是用来检测气体的成分和含量的传感器。传统的小型便携式气体检测装置往往采用电化学、催化燃烧以及半导体等原理实现气体的测量。虽然传统的小型便携式气体检测装置具有直接测量、测量精度高的优点，但需要对被测气体预先取样，且测量速度慢，反映时间长等缺点，无法实现现场实时测量，不具有时效性。
技术实现思路
本专利技术提供的多种参数补偿的小型化气体检测装置和检测系统，其主要目的在于克服现有小型便携式气体检测装置需要对被测气体预先取样，且测量速度慢，反映时间长等缺点，无法实现现场实时测量，不具有时效性的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种多种参数补偿的小型化气体检测装置，包括支撑外壳和设置在支撑外壳中的气体测量及信息处理模块、控制器以及显示模块；所述气体测量及信息处理模块，与所述控制器连接，用于对现场待测气体通过吸收光谱分析法进行实时检测，得到待测气体的气体测量浓度、温度以及压力；并将所述气体测量浓度、温度以及压力发送至所述控制器；所述控制器，与所述显示模块连接，用于接收所述气体测量浓度、温度以及压力，并根据所述温度和压力利用多普勒线宽算法对所述气体测量浓度进行补偿，得到气体浓度；并将所述气体浓度传输至所述显示模块进行显示。作为一种可实施方式，所述气体测量及信息处理模块包括可调谐激光器、光电探测器、反射镜、气室、传感器、传感器驱动单元、数据采集单元以及信号处理单元；所述气室上开设有注入待测气体的气窗，所述可调谐激光器、反射镜、光电探测器、传感器均设置在所述气室中；所述光电探测器，与所述传感器驱动单元连接，用于采集由所述可调谐激光器发出的并经过所述反射镜发射的激光信号，并将所述激光信号传输至所述传感器驱动单元；所述传感器，与所述传感器驱动单元连接，用于采集气室内的温度信息和压力信息，并将所述温度信息和压力信息传输至所述传感器驱动单元；所述传感器驱动单元，与所述数据采集单元连接，用于给所述传感器和光电探测器提供稳定的工作电压，接收所述激光信号、温度信息以及压力信息并放大，将放大后的所述激光信号、温度信息以及压力信息传输至所述数据采集单元；所处数据采集单元，与所述信号处理单元连接，用于将放大后的所述激光信号、温度信息以及压力信息进行A/D转换，并将转换后的所述激光信号、温度信息以及压力信息传输至所述信号处理单元；所述信号处理单元，用于接收转换后的所述激光信号、温度信息以及压力信息，并采用对激光信号、温度信息以及压力信息进行数字滤波处理，得到温度和压力；再根据数字滤波处理后的对激光信号利用吸收光谱分析法解算待测气体的气体浓度，得到气体测量浓度；将所述气体测量浓度、温度以及压力发送至所述控制器。作为一种可实施方式，所述吸收光谱分析法计算输出光功率I(v)的公式为：I(v)＝I0(v)exp[-α(v)CL]；式中，v为气体特征吸收光谱的中心频率；I0(v)为输入光功率；L为待测气体吸收光路长度；α(v)为气体在激光光源频率v的光吸收系数；C为待测气体的气体测量浓度；当-α(v)CL＜＜1时，经过验证二次谐波幅值与光强直流分量的比值I2f/I0与被测气体测量浓度具有规律的对应关系；因此，获得气体测量浓度的计算公式式中，k为常数；α0为纯气体在吸收线中心的吸收系数。作为一种可实施方式，所述传感器包括压力传感器和温度传感器；所述压力传感器，与所述传感器驱动单元连接，用于采集气室内的压力信息；所述温度传感器，与所述传感器驱动单元连接，用于采集气室内的温度信息。作为一种可实施方式，所述气体测量及信息处理模块还包括激光驱动单元；所述激光驱动单元，与所述可调谐激光器连接，用于控制所述可调谐激光器产生预设波长的稳定激光。作为一种可实施方式，本专利技术提供的多种参数补偿的小型化气体检测装置，还包括无线通讯模块；所述无线通讯模块，设置在所述支撑外壳表面，与所述控制器连接，用于使所述控制器与云服务器进行数据交互。作为一种可实施方式，本专利技术提供的多种参数补偿的小型化气体检测装置，还包括键盘阵列模块；所述键盘阵列模块，与所述控制器连接，用于响应于操作者的操作产生控制指令，并将所述控制指令传输给所述控制器。作为一种可实施方式，本专利技术提供的多种参数补偿的小型化气体检测装置，还包括电源模块；所述电源模块，用于为所述气体检测及信息处理模块、控制器、无线通讯模块、显示模块以及键盘阵列模块提供工作电压。作为一种可实施方式，所述显示模块为LCD显示器。相应的，本专利技术还提供一种多种参数补偿的小型化气体检测系统，包括云服务器和若干多种参数补偿的小型化气体检测装置；所述云服务器，与各个多种参数补偿的小型化气体检测装置的无线模块连接，用于接收无线模块发送的测量数据，并对测量数据中的气体浓度进行显示。与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：本专利技术提供的多种参数补偿的小型化气体检测装置；在支撑外壳中设置气体测量及信息处理模块、控制器以及显示模块；通过气体测量及信息处理模块对现场待测气体通过吸收光谱分析法进行实时检测，得到待测气体的气体测量浓度、温度以及压力；在控制器中根据温度和压力利用多普勒线宽算法对气体测量浓度进行补偿，得到气体浓度；并将气体浓度传输至显示模块进行显示。本专利技术具有小型化，便于携带的特点，能够直接在现场实现实时测量，使得测量结果有时效性；而且根据温度和压力利用多普勒线宽算法对气体测量浓度进行补偿，从而提高气体浓度的测量精度。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的多种参数补偿的小型化气体检测装置的结构示意图；图2为图1中气体测量及信息处理模块的结构示意图。图中：1、气体测量及信息处理模块；11、可调谐激光器；12、光电探测器；13、反射镜；14、气室；15、传感器；16、传感器驱动单元；17、数据采集单元；18、信号处理单元；19、激光驱动单元；2、控制器；3、显示模块；4、无线通讯模块；5、键盘阵列模块；6、电源模块。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部实施例。请参阅图1，本专利技术实施例一提供的多种参数补偿的小型化气体检测装置，包括支撑外壳和设置在支撑外壳中的气体测量及信息处理模块1、控制器2以及显示模块3；气体测量及信息处理模块1，与控制器2连接，用于对现场待测气体通过吸收光谱分析法进行实时检测，得到待测气体的气体测量浓度、温度以及压力；并将气体测量浓度、温度以及压力发送至控制器2；控制器2，与显示模块3连接，用于接收气体测量浓度、温度以及压力，并根据温度和压力利用多普勒线宽算法对气体测量浓度进行补偿，得到气体浓度；并将气体浓度传输至显示模块3进行显示。需要说明的是，支撑外壳由塑料或金属制成，气体测量及信息处理模块1、控制器2以及显示模块3均设置在支撑外中，支撑外壳能够保护和固定气体测量及信息处理模块1、控制器2以及显示模块3，使得具有方便携带的特点。气体测量及信息处理模块1能够通过吸收光谱分析法进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多种参数补偿的小型化气体检测装置，其特征在于，包括支撑外壳和设置在支撑外壳中的气体测量及信息处理模块、控制器以及显示模块；所述气体测量及信息处理模块，与所述控制器连接，用于对现场待测气体通过吸收光谱分析法进行实时检测，得到待测气体的气体测量浓度、温度以及压力；并将所述气体测量浓度、温度以及压力发送至所述控制器；所述控制器，与所述显示模块连接，用于接收所述气体测量浓度、温度以及压力，并根据所述温度和压力利用多普勒线宽算法对所述气体测量浓度进行补偿，得到气体浓度；并将所述气体浓度传输至所述显示模块进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种多种参数补偿的小型化气体检测装置，其特征在于，包括支撑外壳和设置在支撑外壳中的气体测量及信息处理模块、控制器以及显示模块；所述气体测量及信息处理模块，与所述控制器连接，用于对现场待测气体通过吸收光谱分析法进行实时检测，得到待测气体的气体测量浓度、温度以及压力；并将所述气体测量浓度、温度以及压力发送至所述控制器；所述控制器，与所述显示模块连接，用于接收所述气体测量浓度、温度以及压力，并根据所述温度和压力利用多普勒线宽算法对所述气体测量浓度进行补偿，得到气体浓度；并将所述气体浓度传输至所述显示模块进行显示。2.如权利要求1所述的多种参数补偿的小型化气体检测装置，其特征在于，所述气体测量及信息处理模块包括可调谐激光器、光电探测器、反射镜、气室、传感器、传感器驱动单元、数据采集单元以及信号处理单元；所述气室上开设有注入待测气体的气窗，所述可调谐激光器、反射镜、光电探测器、传感器均设置在所述气室中；所述光电探测器，与所述传感器驱动单元连接，用于采集由所述可调谐激光器发出的并经过所述反射镜发射的激光信号，并将所述激光信号传输至所述传感器驱动单元；所述传感器，与所述传感器驱动单元连接，用于采集气室内的温度信息和压力信息，并将所述温度信息和压力信息传输至所述传感器驱动单元；所述传感器驱动单元，与所述数据采集单元连接，用于给所述传感器和光电探测器提供稳定的工作电压，接收所述激光信号、温度信息以及压力信息并放大，将放大后的所述激光信号、温度信息以及压力信息传输至所述数据采集单元；所处数据采集单元，与所述信号处理单元连接，用于将放大后的所述激光信号、温度信息以及压力信息进行A/D转换，并将转换后的所述激光信号、温度信息以及压力信息传输至所述信号处理单元；所述信号处理单元，用于接收转换后的所述激光信号、温度信息以及压力信息，并采用对激光信号、温度信息以及压力信息进行数字滤波处理，得到温度和压力；再根据数字滤波处理后的对激光信号利用吸收光谱分析法解算待测气体的气体浓度，得到气体测量浓度；将所述气体测量浓度、温度以及压力发送至所述控制器。3.如权利要求2所述的多种参数补偿的小型化气体检测装置，其特征在于，所述吸收光谱分析法...

【专利技术属性】
技术研发人员：公晓丽，朱礼尧，于长秋，肖翔，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33