本发明专利技术涉及一种定形机尾气湿度检测装置及方法，所述装置包括激光驱动组件、激光器、激光分束器、待测气体气室、第一光电传感器、第二光电传感器、第一前置放大电路、第一带通滤波电路、第二前置放大电路、第二带通滤波电路和上位机。本发明专利技术与二氧化锆化学法测量相比，可以不受化学反应的环境影响同时也不会受到化学反应，对反应物消耗的影响，需要每三年更换二氧化锆传感器探头，具有灵敏度高、选择性好、响应速度快等优点，可以实现更高精度的测量。
【技术实现步骤摘要】
定形机尾气湿度检测装置及方法
本专利技术涉及气体检测及防止定形机参数检测领域，更具体地涉及一种基于TDLAS(激光可调谐二极管吸收光谱)技术的纺织定形机尾气湿度检测装置及方法。
技术介绍
纺织定形机尾气湿度是控制定形机转速的一种重要参数，对纺织工业能源节省具有重大的意义。目前纺织定形机湿度检测主要采用二氧化锆传感器与氧原子进行反应检测出待测气体中氧原子的浓度，进而计算出水蒸气的浓度。但是通过氧原子检测由于工期中存在氧气，因此通过二氧化锆检测水蒸气浓度存在较大的误差，同时二氧化锆传感器是根据化学反应进而测出水气浓度，所以在工作过程中会对二氧化锆产生损耗，因此在工业实际中一般每三年需要更换一次检测传感探头，增大了实时在线检测的成本，并且检测精度较低。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中检测精度较低和检测传感探头需要定期更换的问题，提供一种基于TDLAS技术的定形机尾气湿度检测装置及方法。为了实现上述目的，本专利技术具有如下构成：本专利技术提供了一种定形机尾气湿度检测装置，所述装置包括激光驱动组件、激光器、激光分束器、待测气体气室、第一光电传感器、第二光电传感器、第一前置放大电路、第一带通滤波电路、第二前置放大电路、第二带通滤波电路和上位机；所述激光驱动组件用于驱动所述激光器，所述激光器发出的激光经所述激光分束器后分为第一束激光和第二束激光，所述第一束激光经标准空气后进入所述第一光电传感器，所述第二束激光经所述待测气体气室后进入所述第二光电传感器，所述第一光电传感器的输出端经所述第一前置放大电路和第一带通滤波电路与所述上位机相连接，所述第二光电传感器的输出端经所述第二前置放大电路和第二带通滤波电路与所述上位机相连接。可选地，所述激光驱动组件包括锯齿波发生器、二次谐波信号发生器、信号叠加电路和激光驱动器，所述锯齿波发生器和所述二次谐波信号发生器的发出信号经所述信号叠加电路后进入所述激光驱动器，所述激光驱动器驱动所述激光器。可选地，锯齿波发生器的输入端和二次谐波信号发生器的输入端分别与所述上位机相连接。可选地，所述激光器为DFB激光器。可选地，所述激光器中设置有温度检测补偿模块和温度传感器。可选地，所述第一束激光经标准空气后经第一傅里叶透镜进入所述第一光电传感器，所述第二束激光经所述待测气体气室后经第二傅里叶透镜进入所述第二光电传感器。可选地，所述激光器和所述激光分束器之间、所述激光分束器和所述待测气体气室之间、所述激光分束器和所述第一傅里叶透镜之间分别设置有激光准直器。可选地，所述第一傅里叶透镜、所述第一光电传感器以及所述第一傅里叶透镜所述激光分束器之间的激光准直器的中心对准同一水平线，第一束激光垂直穿设标准空气，所述第二傅里叶透镜、所述第二光电传感器以及所述待测气体气室和所述激光分束器之间的激光准直器的中心对准同一水平线，所述第二束激光垂直穿设所述待测气体气室。本专利技术实施例还提供一种定型机尾气湿度检测方法，采用所述的定型机尾气湿度检测装置，所述方法包括如下步骤：激光驱动组件驱动激光器发射激光；所述激光经所述激光分束器后分为第一束激光和第二束激光；第一束激光穿过标准空气后进入第一光电传感器，所述第一光电传感器将接收到的光信号转换为电信号；第二束激光穿过待测气体气室后进入第二光电传感器，所述第二光电传感器将接收到的光信号转换为电信号；第一光电传感器的输出电信号经过所述第一前置放大电路和所述第一带通滤波电路后进入所述上位机；所述第二光电传感器的输出电信号经过所述第二前置放大电路和所述第二带通滤波电路后进入所述上位机；所述上位机对接收到的第二光电传感器的电信号进行反演计算，得到待测气体的水汽浓度，对接收到的第一光电传感器的电信号进行反演计算，得到标准空气的水汽浓度，将待测气体的水汽浓度减去标准空气的水汽浓度，作为尾气湿度检测结果。因此，本专利技术与传统的二氧化锆化学法相比，在检测过程中不会发生化学反应，对传感器没有消耗，一般的二氧化锆传感器探头使用三年就需要更换，与微波法相比其可以实现在线检测，具有更好的实时性和快速性。本专利技术还可以拓展到束器气湿度的高精度测量。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种定形机尾气湿度检测装置的结构示意图。；图2为水蒸气在7185cm-1附近的吸收线和伏赫特拟合图；图3为本专利技术实施例提供的一种定形机尾气湿度检测方法的流程图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本专利技术的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本专利技术的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本专利技术。可调节半导体激光吸收光谱技术(TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy，TDLAS)是一种基于比尔·朗博定律的气体检测技术，利用半导体激光器的波长调谐及窄线宽特性，对待测气体的单个吸收线进行扫描，从而实现对待测气体的定量分析。利用可调谐半导体激光吸收光谱进行气体浓度测试，具有非入侵性，选择性好，测量精度高，灵敏度高的优点并且响应速度很快，可以进行实时监测和数据采集。直接吸收法(DirectAbsorptionSpectroscopy，DAS)：属于可调谐半导体激光吸收光谱技术的一种主要测量方法，使用的是低频三角波或者锯齿波电流信号加上高频二倍频调制信号实现波长在吸收线附近的扫描，经待测气体吸收后探测器输出的电压值将降低，对电压信号对应的气体浓度进行拟合可以得到待测气体浓度的反演公式，直接吸收法适用于吸收强烈的吸收环境。直接数字频率合成技术(DDS)是一种利用高速DAC将一组以数字量形式存在的信号转化为输出信号为模拟量的合成技术。当前应用最为广泛的一类DDS技术即是以高速存储器作为查询表，然后采用高速DAC输出已经以数字量形式被保存的正弦波。正弦输出DDS是信号合成应用最广的一种。根据定形机尾气湿度检测装置系统性能测试的需求，本实施例采用上述直接吸收法作为工业纺织定形机尾气湿度浓度测量系统的测量方法。本实施例中锯齿波驱动信号2f正弦波高频调制信号的叠加采用直接数字频率合成技术(DDS)。本专利技术以工业纺织定形机尾气的湿度测量为应用背景，公开了一种基于TDLAS的定形机尾气湿度检测的装置及方法，该系统主要包括上位机，DFB激光器、激光驱动电路，二次谐波信号发生电路，前置放大电路，带通滤波电路，信本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种定形机尾气湿度检测装置，其特征在于，所述装置包括激光驱动组件、激光器、激光分束器、待测气体气室、第一光电传感器、第二光电传感器、第一前置放大电路、第一带通滤波电路、第二前置放大电路、第二带通滤波电路和上位机；/n所述激光驱动组件用于驱动所述激光器，所述激光器发出的激光经所述激光分束器后分为第一束激光和第二束激光，所述第一束激光经标准空气后进入所述第一光电传感器，所述第二束激光经所述待测气体气室后进入所述第二光电传感器，所述第一光电传感器的输出端经所述第一前置放大电路和第一带通滤波电路与所述上位机相连接，所述第二光电传感器的输出端经所述第二前置放大电路和第二带通滤波电路与所述上位机相连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种定形机尾气湿度检测装置，其特征在于，所述装置包括激光驱动组件、激光器、激光分束器、待测气体气室、第一光电传感器、第二光电传感器、第一前置放大电路、第一带通滤波电路、第二前置放大电路、第二带通滤波电路和上位机；
所述激光驱动组件用于驱动所述激光器，所述激光器发出的激光经所述激光分束器后分为第一束激光和第二束激光，所述第一束激光经标准空气后进入所述第一光电传感器，所述第二束激光经所述待测气体气室后进入所述第二光电传感器，所述第一光电传感器的输出端经所述第一前置放大电路和第一带通滤波电路与所述上位机相连接，所述第二光电传感器的输出端经所述第二前置放大电路和第二带通滤波电路与所述上位机相连接。
2.根据权利要求1所述的定形机尾气湿度检测装置，其特征在于，所述激光驱动组件包括锯齿波发生器、二次谐波信号发生器、信号叠加电路和激光驱动器，所述锯齿波发生器和所述二次谐波信号发生器的发出信号经所述信号叠加电路后进入所述激光驱动器，所述激光驱动器驱动所述激光器。
3.根据权利要求2所述的定形机尾气湿度检测装置，其特征在于，锯齿波发生器的输入端和二次谐波信号发生器的输入端分别与所述上位机相连接。
4.根据权利要求1所述的定形机尾气湿度检测装置，其特征在于，所述激光器为DFB激光器。
5.根据权利要求1所述的定形机尾气湿度检测装置，其特征在于，所述激光器中设置有温度检测补偿模块和温度传感器。
6.根据权利要求1所述的定形机尾气湿度检测装置，其特征在于，所述第一束激光经标准空气后经第一傅里叶透镜进入所述第一光电传感器，所述第二束激光经所述待测气体气室后经第二傅里叶透镜...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建新，申雪韵，丁伯军，钱淼，
申请(专利权)人：远信工业股份有限公司，浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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