一种基于扫描法的微水检测装置制造方法及图纸

一种基于扫描法的微水检测装置，属气体检测技术领域。包括温控电路、电流驱动电路、DFB激光器、锯齿波发生电路、气室、1*2耦合器、光电探测器、数据采集卡和计算机。其特征在于DFB激光器的输出端经其尾纤接入1*2耦合器；1*2耦合器后面分别经普通光纤连接两路光路，其中一路为光电探测器，另一路为气室跟光电探测器的串接光路，两光路中的光电探测器的输出端分别电连接到数据采集卡上，数据采集卡的输出端和计算机相连接；锯齿波发生电路连接到电流驱动电路并和DFB激光器相连；温控电路连接到DFB激光器上。本实用新型专利技术具有抗辐射、抗腐蚀、抗电磁干扰的优点，能够在线监测，操作简单，所需的气体体积小，响应时间短，精度高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气体检测装置，具体讲是一种基于扫描法的微水检测装置， 属气体检测

技术介绍
水汽存在多种气体中，比如空气，天然气和氧气等等。当我们把这些气体用到特定环境中，我们对这些气体中的水汽的浓度要求就比较严格了，过多的水汽可能会危机到生命财产的安全(1)医疗行业病人护理所使用的压缩空气和气体必须是清洁的和消毒过的。监控气体中主要致污物的浓度指标具有生死攸关的重要性。如果不对浓度进行监控，将会损坏病人的健康。这些致污物包括气体中的一氧化碳和二氧化碳，氮氧化物，油和水汽。水汽情况下，有两个现象需要慎重对待。一是气体装置中潜在的冷凝，会导致对关键器械中水液体的干扰，以及对气体装置部分的潜在腐蚀。第二，有害细菌喜好在高湿度的场合繁殖，过多的水汽冷凝对细菌的生长有推波助澜的作用，因而会危及呼吸医用气体的病人。(2) SF6气体具有良好的绝缘性能和灭弧性能，现阶段被广泛应用于高压电气设备中，在正常工况下，是较为理想的绝缘及灭弧介质。其工作气压和微水含量的高低对设备的安全可靠工作具有直接的影响，如果SF6气体泄漏导致密度下降或气体中微水含量超标， 高压电气设备就会存在安全隐患甚至导致事故发生。因此对SF6高压电气设备气体密度和微水含量的监测一直是相关行业对设备监测的一个重要的组成部分。(3)天然气是当今世界上最重要的能源之一。天然气在向外传输之前需要进行净化处理。水分是天然气中重要的污染物之一，在天然气的净化处理和传输的各阶段都需要实时监测水分含量。过多的水分会导致管道中水化物的形成以及运输管道的腐蚀。这可能导致严重的安全事故以及昂贵的停输成本。过多的水分也会稀释天然气从而降低天然气的热值和品质。由于天然气价格的上涨以及世界各地对天然气需求的快速增长，液化天然气的处理和传输得到了越来越多的关注。天然气中的水分在低温处理设备中结冰会损坏液化和压缩设备，因此在液化天然气的预处理、降温、加压等过程中需要精确地监测及控制水分含量。种种场合使我们知道了检测水汽浓度的必要性，传统的方法有镜面法、重量法、库仑电解法、电容法等。这些测量方法有的对环境条件要求比较高，测量的时间长，怕污染等， 有的测量时耗气量较大，使用时设备还需要提前通电通气干燥，而且重复性差。如{中国电机工程学报}第23卷第10期(2003年10月)由李泰军、王章启、张挺、刘全志所写的“SF6 气体水分管理标准的探讨及密度与湿度监测的研究”即属于此列。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的不足和缺陷，本技术提出了一种基于扫描法的微水检测装置，通过气体吸收后的透射光强和输入光强的比值测出水汽的浓度。本技术的技术方案是按以下方式实现的一种基于扫描法的微水检测装置，包括DFB激光器、1*2耦合器、气室、光电探测器、数据采集卡、计算机、锯齿波发生电路、温控电路和电流驱动电路，其特征在于DFB激光器的输出端经其尾纤接入1*2耦合器；1*2耦合器后面分别经普通光纤连接两路光路，其中一路为光电探测器，另一路为气室跟光电探测器的串接光路，两光路中的光电探测器的输出端分别电连接到数据采集卡上，数据采集卡的输出端和计算机相连接；锯齿波发生电路连接到电流驱动电路并和DFB激光器相连接；温控电路连接到DFB激光器以控制DFB激光器的温度保持恒定。所述的DFB激光器采用波长为1370nm的DFB激光器。上述DFB激光器是英文Distributed Feedback Laser的缩写，即分布式反馈激光器，它内置了布拉格光栅(Bragg Grating)，属于侧面发射的半导体激光器。DFB激光器最大特点是具有非常好的单色性(即光谱纯度)。本技术检测装置的工作过程如下DFB激光器出射的激光经过尾纤进入1*2 耦合器，被分成了两路，一路直接进入光电探测器，另一路进入气室，一部分光强被水汽吸收，从气室出来的光进入再进入光电探测器，这两路光信号最后都被转换成电信号，最后进入数据采集卡，对他们进行信息数据采集，也就是对入射光强和经过气体吸收后的透射光强进行采集，再对他们进行相除等计算，取吸收峰值处的光强比值，由朗伯定律最终求出水汽的浓度。温控电路控制DFB激光器的恒定温度，使激光器输出波长不受温度影响，再通过电流驱动电路和锯齿波发生电路控制激光器的扫描频率，使其的扫描范围大于被测气体吸收谱线的宽度范围。本技术的具体作用原理如下任何介质，对各种波长的电磁波能量会或多或少地吸收，完全没有吸收的绝对透明的介质是不存在的.气体也不例外，对一定波长的光也有吸收.每种气体分子都有自己的吸收谱特征，不同分子结构的气体对所吸收的光的波长不同.其中最基本的原理就是Beer-Lambert定律权利要求1.一种基于扫描法的微水检测装置，包括DFB激光器、1*2耦合器、气室、光电探测器、 数据采集卡、计算机、锯齿波发生电路、温控电路和电流驱动电路，其特征在于DFB激光器的输出端经其尾纤接入1*2耦合器；1*2耦合器后面分别经普通光纤连接两路光路，其中一路为光电探测器，另一路为气室跟光电探测器的串接光路，两光路中的光电探测器的输出端分别电连接到数据采集卡上，数据采集卡的输出端和计算机相连接；锯齿波发生电路连接到电流驱动电路并和DFB激光器相连接；温控电路连接到DFB激光器以控制DFB激光器的温度保持恒定。2.如权利要求1所述的一种基于扫描法的微水检测装置，其特征在于所述的DFB激光器采用波长为1370nm的DFB激光器。 专利摘要一种基于扫描法的微水检测装置，属气体检测
包括温控电路、电流驱动电路、DFB激光器、锯齿波发生电路、气室、1*2耦合器、光电探测器、数据采集卡和计算机。其特征在于DFB激光器的输出端经其尾纤接入1*2耦合器；1*2耦合器后面分别经普通光纤连接两路光路，其中一路为光电探测器，另一路为气室跟光电探测器的串接光路，两光路中的光电探测器的输出端分别电连接到数据采集卡上，数据采集卡的输出端和计算机相连接；锯齿波发生电路连接到电流驱动电路并和DFB激光器相连；温控电路连接到DFB激光器上。本技术具有抗辐射、抗腐蚀、抗电磁干扰的优点，能够在线监测，操作简单，所需的气体体积小，响应时间短，精度高。文档编号G01N21/35GK202057593SQ201120074340公开日2011年11月30日 申请日期2011年3月21日 优先权日2011年3月21日专利技术者刘永宁, 周国庆, 孔德龙, 宋复俊, 常军, 张士聪, 张燕, 王伟杰, 王宗良, 王强, 王朋朋 申请人:山东大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于扫描法的微水检测装置，包括ＤＦＢ激光器、１＊２耦合器、气室、光电探测器、数据采集卡、计算机、锯齿波发生电路、温控电路和电流驱动电路，其特征在于ＤＦＢ激光器的输出端经其尾纤接入１＊２耦合器；１＊２耦合器后面分别经普通光纤连接两路光路，其中一路为光电探测器，另一路为气室跟光电探测器的串接光路，两光路中的光电探测器的输出端分别电连接到数据采集卡上，数据采集卡的输出端和计算机相连接；锯齿波发生电路连接到电流驱动电路并和ＤＦＢ激光器相连接；温控电路连接到ＤＦＢ激光器以控制ＤＦＢ激光器的温度保持恒定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：常军，王宗良，王伟杰，宋复俊，孔德龙，张燕，张士聪，王强，刘永宁，王朋朋，周国庆，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：实用新型
国别省市：88