一种空气中二氧化碳浓度检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种空气中二氧化碳浓度检测系统，包括：检测平台和若干个检测模块；各检测模块均用于获取待测点的二氧化碳浓度值并发送至检测平台；检测模块包括红外光源、斩波轮、单通道气室、探测器和处理器；红外光源用于发射红外光波，斩波轮对红外光波进行斩波得到第一波长红外光和第二波长红外光；第一波长红外光的波长为二氧化碳吸收波长，第二波长红外光的波长为二氧化碳不吸收波长；单通道气室内通入空气，第一波长红外光和第二波长红外光经过单通道气室后被探测器吸收，得到第一电压信号和第二电压信号；处理器根据第一电压信号和第二电压信号得到二氧化碳浓度值。本发明专利技术通过双波长红外光来降低其他因素的干扰，从而提高浓度检测精度。度检测精度。度检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种空气中二氧化碳浓度检测系统


[0001]本专利技术涉及气体检测
，特别是涉及一种空气中二氧化碳浓度检测系统。

技术介绍

[0002]在进行开放空间大气监测过程中，探测气体的浓度比较低，却又受到环境的不可控影响如大气湍流、温度等，造成有用信号与噪声难以提取的问题。大气湍流主要通过大气分子团折射率变化引起激光的闪烁效应使光束发生强度起伏、相位起伏、光束扩展、光束漂移和像点抖动等现象，造成气体吸收光谱线型变型。
[0003]现有的减少大气湍流的影响主要是通过提高扫描频率、增大接收孔径来实现。但针对仪器系统的开发实际运用中，大气湍流的影响比较复杂，容易造成检测误差。通过高的扫描频率来降低大气湍流的影响，在激光器控制模块带宽受限，所以高频扫描方法在仪器系统的开发中受限；增大接收孔径在一定意义上减少了光强的损失，但它并没有从根本上解决大气湍流对光谱信号的影响。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种空气中二氧化碳浓度检测系统，通过双波长红外光来降低其他因素的干扰，从而提高浓度检测精度。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种空气中二氧化碳浓度检测系统，包括：检测平台和若干个结构完全相同的检测模块；
[0007]各所述检测模块均用于获取待测点的二氧化碳浓度值并发送至所述检测平台；
[0008]所述检测模块包括红外光源、斩波轮、单通道气室、探测器和处理器；
[0009]所述红外光源用于发射红外光波，所述斩波轮对所述红外光波进行斩波得到第一波长红外光和第二波长红外光；所述第一波长红外光的波长为二氧化碳吸收波长，所述第二波长红外光的波长为二氧化碳不吸收波长；
[0010]所述单通道气室内通入空气，所述第一波长红外光经过所述单通道气室后被所述探测器吸收，所述探测器得到第一电压信号；所述第二波长红外光经过所述单通道气室后被所述探测器吸收，所述探测器得到第二电压信号；
[0011]所述处理器根据所述第一电压信号和所述第二电压信号得到待测点的二氧化碳浓度值，并发送至所述检测平台。
[0012]优选地，所述检测模块还包括温度传感器和恒温单元；
[0013]所述温度传感器用于实时获取所述单通道气室的温度值并发送至所述处理器；
[0014]所述处理器根据所述温度值控制所述恒温单元以使所述单通道气室的温度保持恒定。
[0015]优选地，所述检测模块还包括干燥塔；
[0016]所述干燥塔用于对初始空气中的水汽进行吸附，得到所述空气并通入所述单通道
气室。
[0017]优选地，所述二氧化碳浓度值的计算公式如下：
[0018][0019]式中：C为二氧化碳浓度值，K为二氧化碳吸收系数，L为光学路径长度，V
GS
为第一电压信号，V
REF
为第二电压信号，Q为探测器中两个探测单元的比值，Q＝λ
G
/λ
R
，λ
G
为探测器中吸收第一波长红外光对应的探测单元的光电灵敏度，λ
R
为探测器中吸收第二波长红外光对应的探测单元的光电灵敏度。
[0020]优选地，所述红外光源采用MEMS微型红外光源。
[0021]优选地，所述干燥塔包括：壳体、上封头和下封头；
[0022]所述上封头与所述壳体的上端密闭连接；所述下封头与所述壳体的下端密闭连接；
[0023]所述上封头上设置有第一出气管，所述下封头上设置有第一进气管；
[0024]所述壳体的内部填充干燥颗粒，所述初始空气通过所述第一进气管进入所述壳体，所述干燥颗粒对所述初始空气中的水汽进行吸附，得到所述空气；
[0025]所述单通道气室上设置有第二进气管和第二出气管；所述第二进气管与所述第一出气管连接，所述空气通过所述第二进气管和所述第一出气管进入所述单通道气室，所述空气基于所述第二出气管从所述单通道气室中排出。
[0026]优选地，所述单通道气室为反射式单通道气室。
[0027]优选地，所述检测模块还包括电源；
[0028]所述电源用于为所述红外光源、所述斩波轮、所述探测器、所述处理器、所述温度传感器和所述恒温单元供电。
[0029]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0030]本专利技术涉及一种空气中二氧化碳浓度检测系统，包括：检测平台和若干个结构完全相同的检测模块；各所述检测模块均用于获取待测点的二氧化碳浓度值并发送至所述检测平台；所述检测模块包括红外光源、斩波轮、单通道气室、探测器和处理器；所述红外光源用于发射红外光波，所述斩波轮对所述红外光波进行斩波得到第一波长红外光和第二波长红外光；所述第一波长红外光的波长为二氧化碳吸收波长，所述第二波长红外光的波长为二氧化碳不吸收波长；所述单通道气室内通入空气，所述第一波长红外光经过所述单通道气室后被所述探测器吸收，所述探测器得到第一电压信号；所述第二波长红外光经过所述单通道气室后被所述探测器吸收，所述探测器得到第二电压信号；所述处理器根据所述第一电压信号和所述第二电压信号得到待测点的二氧化碳浓度值，并发送至所述检测平台。本专利技术通过双波长红外光来降低其他因素的干扰，从而提高浓度检测精度。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本专利技术空气中二氧化碳浓度检测系统结构图；
[0033]图2为本专利技术干燥塔结构图。
[0034]符号说明：1、检测平台；2、检测模块；31、壳体；32、上封头；33、下封头；34、第一出气管；35、第一进气管；36、干燥颗粒。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]本专利技术的目的是提供一种空气中二氧化碳浓度检测系统，通过双波长红外光来降低其他因素的干扰，从而提高浓度检测精度。
[0037]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0038]图1为本专利技术空气中二氧化碳浓度检测系统结构图。如图1所示，本专利技术提供了一种空气中二氧化碳浓度检测系统，包括：检测平台1和若干个结构完全相同的检测模块2。图1中N为检测模块2的数量。
[0039]各所述检测模块2均用于获取待测点的二氧化碳浓度值并发送至所述检测平台1，所述检测平台1用于对所述二氧化碳浓度值进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气中二氧化碳浓度检测系统，其特征在于，包括：检测平台和若干个结构完全相同的检测模块；各所述检测模块均用于获取待测点的二氧化碳浓度值并发送至所述检测平台；所述检测模块包括红外光源、斩波轮、单通道气室、探测器和处理器；所述红外光源用于发射红外光波，所述斩波轮对所述红外光波进行斩波得到第一波长红外光和第二波长红外光；所述第一波长红外光的波长为二氧化碳吸收波长，所述第二波长红外光的波长为二氧化碳不吸收波长；所述单通道气室内通入空气，所述第一波长红外光经过所述单通道气室后被所述探测器吸收，所述探测器得到第一电压信号；所述第二波长红外光经过所述单通道气室后被所述探测器吸收，所述探测器得到第二电压信号；所述处理器根据所述第一电压信号和所述第二电压信号得到待测点的二氧化碳浓度值，并发送至所述检测平台。2.根据权利要求1所述的空气中二氧化碳浓度检测系统，其特征在于，所述检测模块还包括温度传感器和恒温单元；所述温度传感器用于实时获取所述单通道气室的温度值并发送至所述处理器；所述处理器根据所述温度值控制所述恒温单元以使所述单通道气室的温度保持恒定。3.根据权利要求1所述的空气中二氧化碳浓度检测系统，其特征在于，所述检测模块还包括干燥塔；所述干燥塔用于对初始空气中的水汽进行吸附，得到所述空气并通入所述单通道气室。4.根据权利要求1所述的空气中二氧化碳浓度检测系统，其特征在于，所述二氧化碳浓度值的计算公式如下：式中：C为二氧化碳浓度值，K为二氧化碳吸收系数，L为光学路径长度，V
GS
为...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴琼，宋丽娜，商睿杰，
申请(专利权)人：吉林省英辰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：