【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气体探测，具体为一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置。
技术介绍
1、傅立叶变换红外光谱气体探测装置是基于被动式检测，一种用于检测大气中特定气体的仪器。它基于傅立叶变换红外光谱技术，通过分析目标气体吸收红外光的特征峰来实现气体的定量检测。
2、这种探测装置的技术背景主要涉及以下几个方面：
3、a)红外吸收光谱：气体分子具有唯一的振动和转动能级结构，使得它们能够吸收和辐射特定波长的红外光。这种振动和转动能级的能量差与气体分子的化学键有关，不同气体具有不同的红外吸收特性。这为利用红外吸收光谱进行气体检测提供了基础。
4、b)傅立叶变换红外光谱技术：傅立叶变换红外光谱技术是一种基于傅立叶变换原理的分光技术。它通过将入射光与样品吸收后的光进行干涉，得到光的频谱信息。傅立叶变换可以将时域的光信号转换为频域的光谱信号，从而通过分析不同波长的光强来确定目标气体的存在和浓度。
5、c)光源和检测器技术：被动式傅立叶变换红外光谱气体探测装置需要合适的红外光源和检测器。光源通常使用红外光发射二极管或红外光激光器，能够提供具有所需波长范围的红外光。检测器则需要高灵敏度、快速响应、良好的线性度和稳定性，可以将样品吸收的红外光转换为电信号。
6、d)数据处理和模型算法：被动式傅立叶变换红外光谱气体探测装置测量到的光谱信号需要进行数据处理和分析。这包括背景校准、光谱解析、气体浓度计算等步骤。通常使用基于傅立叶变换的光谱去噪算法和吸收模型算法来提取目标气体的信号并计算浓度。
8、为此，本专利技术提供了一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置。
技术实现思路
1、本专利技术所解决的技术问题为：现有的傅里叶变换红外光谱气体探测装置，面临着仪器稳定性、背景干扰、校准和仪器部件的选择等技术挑战。
2、本专利技术可以通过以下技术方案实现：一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，包括主机、旋转云台、减震架和软件，所述主机内设置有信号处理模组、电源管理模组、红外光谱模组、可见光相机、红外热像仪、结构模组和主控模组，能够依据危化品扩散的种类和浓度，分别以不同的颜色和深浅与可见图像或视频进行伪彩叠加，给出危化品在大气中的分布图和扩散趋势；所述旋转云台安装在减震架上，所述主机安装在旋转云台上，通过控制软件控制旋转云台的转动与主机的测量。
3、本专利技术的进一步技术改进在于：所述信号处理模组包括信号处理电路板，能够控制指示灯和温度传感器的工作。
4、本专利技术的进一步技术改进在于：所述电源管理模组包括总控电路板，总控电路板用于控制所有模块的供电。
5、本专利技术的进一步技术改进在于：所述可见光相机和红外热像仪均安装在主机中，可见相机用于白天观察和监测，通过校准，使光谱仪的红外视场与可见相机的视场中心重合，实现所见即所测，指导用户准确测量目标；红外热像仪用于晚上观察和监测。
6、本专利技术的进一步技术改进在于：红外光谱模组用于获取污染气体的红外指纹光谱，并通过识别算法实现其定性和定量；所述结构模组包括设置在主机内部的结构件。
7、本专利技术的进一步技术改进在于：所述主控模组包括主控板，主控板连接有gps模块。
8、本专利技术的进一步技术改进在于：所述主机内还设置有干涉仪模块、前置放大电路、采集电路板、面源黑体、斯特林制冷机和光路切换模块，干涉仪模块采用的是摆臂式迈克尔逊干涉仪，面源黑体用于校准主机的测量值，计算出精确的红外辐射能量值，面源黑体配有风扇，是用于改变面源黑体的温度。
9、本专利技术的进一步技术改进在于：所述光路切换模块由转镜、电机、第一光电开关、第二光电开关组成。
10、本专利技术的进一步技术改进在于：当斯特林制冷机上电后，总控电路板要实时监测斯特林制冷机制冷温度是否达到设定温度值，并受命上报斯特林制冷机是否达到温度值的结果给主控板。
11、与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：
12、(1)设备复杂性和成本降低：被动式设计不需要复杂的光源，而是通过接收自然界或者设备环境中的红外光谱，因此大大降低了设备的复杂性和成本。
13、(2)数据处理时间和计算资源得以解决：在设计中，可以把数据处理时间和计算资源放在主控计算机上(电脑)，因此可以大大减少数据处理的时间和计算资源，提高了设备的实时监测能力和大规模气体探测的可能性。
14、(3)光谱稳定性和光谱分辨率问题得以解决：选用摆臂式迈克尔逊干涉仪，由于结构的优点，因此光谱稳定性和光谱分辨率的问题得以解决，提高了设备的检测精度和可靠性。
15、(4)环境适应性强：由于被动式设计能够接收来自自然界或设备环境的红外光谱，因此对环境的适应性强，能够在更广泛的环境和条件下进行气体探测。
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1.一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，其特征在于：包括主机、旋转云台、减震架和软件，所述主机内设置有信号处理模组、电源管理模组、红外光谱模组、可见光相机、红外热像仪、结构模组和主控模组，能够依据危化品扩散的种类和浓度，分别以不同的颜色和深浅与可见图像或视频进行伪彩叠加，给出危化品在大气中的分布图和扩散趋势；所述旋转云台安装在减震架上，所述主机安装在旋转云台上，通过控制软件控制旋转云台的转动与主机的测量。
2.根据权利要求1所述的一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，其特征在于，所述信号处理模组包括信号处理电路板，能够控制指示灯和温度传感器的工作。
3.根据权利要求1所述的一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，其特征在于，所述电源管理模组包括总控电路板，总控电路板用于控制所有模块的供电。
4.根据权利要求1所述的一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，其特征在于，所述可见光相机和红外热像仪均安装在主机中，可见相机用于白天观察和监测，通过校准，使光谱仪的红外视场与可见相机的视场中心重合，实现所见即所测，指导用户准确测量目标；红外热像仪用于晚上观察和监测。
5.根据权利要求1所述的一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，其特征在于，红外光谱模组用于获取污染气体的红外指纹光谱，并通过识别算法实现其定性和定量；所述结构模组包括设置在主机内部的结构件。
6.根据权利要求1所述的一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，其特征在于，所述主控模组包括主控板，主控板连接有GPS模块。
7.根据权利要求1所述的一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，其特征在于，所述主机内还设置有干涉仪模块、前置放大电路、采集电路板、面源黑体、斯特林制冷机和光路切换模块，干涉仪模块采用的是摆臂式迈克尔逊干涉仪，面源黑体用于校准主机的测量值，计算出精确的红外辐射能量值，面源黑体配有风扇，是用于改变面源黑体的温度。
8.根据权利要求1所述的一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，其特征在于，所述光路切换模块由转镜、电机、第一光电开关、第二光电开关组成。
9.根据权利要求1所述的一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，其特征在于，当斯特林制冷机上电后，总控电路板要实时监测斯特林制冷机制冷温度是否达到设定温度值，并受命上报斯特林制冷机是否达到温度值的结果给主控板。
...【技术特征摘要】
1.一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，其特征在于：包括主机、旋转云台、减震架和软件，所述主机内设置有信号处理模组、电源管理模组、红外光谱模组、可见光相机、红外热像仪、结构模组和主控模组，能够依据危化品扩散的种类和浓度，分别以不同的颜色和深浅与可见图像或视频进行伪彩叠加，给出危化品在大气中的分布图和扩散趋势；所述旋转云台安装在减震架上，所述主机安装在旋转云台上，通过控制软件控制旋转云台的转动与主机的测量。
2.根据权利要求1所述的一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，其特征在于，所述信号处理模组包括信号处理电路板，能够控制指示灯和温度传感器的工作。
3.根据权利要求1所述的一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，其特征在于，所述电源管理模组包括总控电路板，总控电路板用于控制所有模块的供电。
4.根据权利要求1所述的一种傅里叶变换红外光谱气体探测装置，其特征在于，所述可见光相机和红外热像仪均安装在主机中，可见相机用于白天观察和监测，通过校准，使光谱仪的红外视场与可见相机的视场中心重合，实现所见即所测，指导用户准确测量目标；红外热像仪用于晚上观察和监测。
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【专利技术属性】
技术研发人员：时新松，牛翔，朱丽丽，孔园林，李超，徐结华，
申请(专利权)人：安徽砺剑防务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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