基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统，包括中央处理单元以及与中央处理单元连接的激光发射单元、信号接收单元以及环境控制单元，激光发射单元包括恒温机箱以及设置在恒温机箱内的激光器安装轮盘，激光器安装轮盘通过绝缘垫圈安装在恒温机箱内壁上，激光器安装轮盘上安装有DFB激光探头，且DFB激光探头上电连接有激光器驱动电路，激光器安装轮盘左侧通过传动轴连接有轮盘控制器，激光器安装轮盘右侧设置有透镜，透镜右侧设置有电厂烟道，且电厂烟道通过法兰与恒温机箱连接，本实用新型专利技术结构设计合理，能够准确地对多种气体进行浓度检测，有效地控制了大气排放污染。

【技术实现步骤摘要】
基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统
本技术涉及气体检测
，尤其涉及一种基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统。
技术介绍
可调谐半导体激光吸收光谱技术是在20世纪70年代由Hinkley等人提出，该技术通过电流或者温度调谐手段对二极管光源进行调谐得到所需光波信号，通入待测气室后利用锁相放大器进行谐波信号提取，进而利用谐波信息进行浓度计算。与传统光谱吸收技术相比，该技术优势明显：分辨率高，选择性唯一。由于光源线宽窄，可以更好的分辨所需波长，故而分辨率更高，很好的避免其他气体分子的干扰；灵敏度高，由于所需光源经过调制，所以发出的光信号光强在特定吸收频带强度更大，高调制频率可以很好的降低系统自身噪声，提高信噪比；灵活易操作，该技术对所有具有红外吸收特性的分子都有效，即可根据测量不同物质更换不同光源以实现对多种气体组分检测目的。现有的TDLAS气体检测系统都是针对某一种气体进行测量，但是火电厂烟气排放过程中会有多种有害气体排出，如果不能准确的测量这些气体的浓度，控制排放量，会造成严重的大气污染，存在一定的缺陷。为此，我们提出了一种基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统。
技术实现思路
本技术提供了一种基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统，目的在于能够准确地对烟气排放过程中的气体浓度进行检测，控制大气排放造成的污染。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本技术是通过以下技术方案实现：一种基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统，包括中央处理单元以及与所述中央处理单元连接的激光发射单元、信号接收单元以及环境控制单元，所述激光发射单元包括恒温机箱以及设置在所述恒温机箱内的激光器安装轮盘，所述激光器安装轮盘通过绝缘垫圈安装在所述恒温机箱内壁上，所述激光器安装轮盘上安装有DFB激光探头，且所述DFB激光探头上电连接有激光器驱动电路，所述激光器安装轮盘左侧通过传动轴连接有轮盘控制器，所述激光器安装轮盘右侧设置有透镜，所述透镜右侧设置有电厂烟道，且所述电厂烟道通过法兰与所述恒温机箱连接。优选地，上述基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统中，所述恒温机箱右侧底部安装有用于防止电厂烟气进入的反吹口。基于上述技术特征，反吹口的设置，防止了电厂烟道内的烟尘进入到恒温机箱内，有效的保证了激光发射单元的正常运行。优选地，上述基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统中，所述透镜与所述电厂烟道之间设置有防护玻片。基于上述技术特征，防护玻片的设置，防止了电厂烟道内的气体污染到透镜，保证了激光发射单元的正常运行。优选地，上述基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统中，所述信号接收单元用于接收激光被气体吸收后的衰减信号，所述信号接收单元采用光电探测器。基于上述技术特征，激光在气室内与气体充分吸收，吸收后的激光信号得到了衰减，该信号通过光纤输送信号接收单元，光电二极管将其光信号转换为电压信号进行分析，以获取电厂烟道内的气体成分。优选地，上述基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统中，所述中央处理单元采用CF微处理器，所述中央处理单元上设置有人机交互接口、通讯接口。基于上述技术特征，人机交互接口以及通讯接口的设置，便于进行数据交换以及远程通信，能够及时获取气体检测结果。优选地，上述基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统中，所述环境控制单元包括温度传感器、压强传感器以及温度控制器，所述温度控制器用于调节所述DFB激光探头工作温度处于正常范围值内。基于上述技术特征，温度控制器进行DFB激光探头工作温度的调节，使得DFB激光探头工作在正常的温度范围内，使DFB激光探头发出稳定的可调谐激光信号，保证检测结果的准确性。本技术的有益效果是：本技术结构设计合理，通过在激光发射单元内设置旋转的激光器安装轮盘，能够根据检测气体的不同进行激光器的切换，实现同时或者接近同时在线测量多组分气体的目的，保证了气体测量结果的准确性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。图1为本技术的整体结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-中央处理单元；2-激光发射单元；3-信号接收单元；4-环境控制单元；5-恒温机箱；6-激光器安装轮盘；7-绝缘垫圈；8-DFB激光探头；9-激光器驱动电路；10-轮盘控制器；11-透镜；12-电厂烟道；13-法兰；14-反吹口；15-防护玻片；16-传动轴。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1所示，本实施例为一种基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统，包括中央处理单元1以及与中央处理单元1连接的激光发射单元2、信号接收单元3以及环境控制单元4，激光发射单元2包括恒温机箱5以及设置在恒温机箱5内的激光器安装轮盘6，激光器安装轮盘6通过绝缘垫圈7安装在恒温机箱5内壁上，激光器安装轮盘6上安装有DFB激光探头8，且DFB激光探头8上电连接有激光器驱动电路9，激光器安装轮盘6左侧通过传动轴16连接有轮盘控制器10，激光器安装轮盘6右侧设置有透镜11，透镜11与电厂烟道12之间设置有防护玻片15，防护玻片15的设置，防止了电厂烟道12内的气体污染到透镜11，保证了激光发射单元2的正常运行，透镜11右侧设置有电厂烟道12，且电厂烟道12通过法兰13与恒温机箱5连接，恒温机箱5右侧底部安装有用于防止电厂烟气进入的反吹口14，反吹口14的设置，防止了电厂烟道12内的烟尘进入到恒温机箱5内，有效的保证了激光发射单元2的正常运行，中央处理单元1采用C8051F410微处理器，中央处理单元1上设置有人机交互接口、通讯接口，人机交互接口以及通讯接口的设置，便于进行数据交换以及远程通信，能够及时获取气体检测结果，信号接收单元3用于接收激光被气体吸收后的衰减信号，信号接收单元3采用光电探测器，环境控制单元4包括温度传感器、压强传感器以及温度控制器，温度控制器用于调节DFB激光探头8工作温度处于正常范围值内，温度控制器进行DFB激光探头8工作温度的调节，使得DFB激光探头8工作在正常的温度范围内，使DFB激光探头8发出稳定的可调谐激光信号，保证检测结果的准确性。本技术的一种具体实施，在使用时，首先由上位机控制激光发射单元2选择对应气体的DFB激光探头8工作，DFB激光探头8在激光器驱动电路9驱动下发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统，其特征在于：包括中央处理单元(1)以及与所述中央处理单元(1)连接的激光发射单元(2)、信号接收单元(3)以及环境控制单元(4)，所述激光发射单元(2)包括恒温机箱(5)以及设置在所述恒温机箱(5)内的激光器安装轮盘(6)，所述激光器安装轮盘(6)通过绝缘垫圈(7)安装在所述恒温机箱(5)内壁上，所述激光器安装轮盘(6)上安装有DFB激光探头(8)，且所述DFB激光探头(8)上电连接有激光器驱动电路(9)，所述激光器安装轮盘(6)左侧通过传动轴(16)连接有轮盘控制器(10)，所述激光器安装轮盘(6)右侧设置有透镜(11)，所述透镜(11)右侧设置有电厂烟道(12)，且所述电厂烟道(12)通过法兰(13)与所述恒温机箱(5)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统，其特征在于：包括中央处理单元(1)以及与所述中央处理单元(1)连接的激光发射单元(2)、信号接收单元(3)以及环境控制单元(4)，所述激光发射单元(2)包括恒温机箱(5)以及设置在所述恒温机箱(5)内的激光器安装轮盘(6)，所述激光器安装轮盘(6)通过绝缘垫圈(7)安装在所述恒温机箱(5)内壁上，所述激光器安装轮盘(6)上安装有DFB激光探头(8)，且所述DFB激光探头(8)上电连接有激光器驱动电路(9)，所述激光器安装轮盘(6)左侧通过传动轴(16)连接有轮盘控制器(10)，所述激光器安装轮盘(6)右侧设置有透镜(11)，所述透镜(11)右侧设置有电厂烟道(12)，且所述电厂烟道(12)通过法兰(13)与所述恒温机箱(5)连接。


2.根据权利要求1所述的一种基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统，其特征在于：所述恒温机箱(5)右侧底部安装有用于防止电厂烟气进入的反吹...

【专利技术属性】
技术研发人员：张召鹏，方国春，张腾宇，
申请(专利权)人：大唐东北电力试验研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22