本發(fā)明涉及光電分析，特別涉及具有自清潔窗口的氣體檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

在利用吸收光譜技術(shù)測量煙道內(nèi)氣體濃度的應(yīng)用中，用于隔離煙道和探測單元的光學(xué)窗口常常會受到煙道內(nèi)油污和粉塵的污染，傳統(tǒng)解決方法有以下二種：

1.定期人工維護(hù)擦拭光學(xué)窗口。這種方式具有不足，如，須在管道停氣時(shí)擦拭，不能根據(jù)需要而隨時(shí)擦拭，污染的窗口嚴(yán)重降低了檢測準(zhǔn)確度，甚至使氣體檢測無法進(jìn)行。

2.僅利用零氣(常用氮?dú)?對光學(xué)窗口進(jìn)行吹掃。這種方式具有不足，如，隨著檢測時(shí)間的變長，窗口上會沉積待測氣體或零氣中的污物，如油污、污漬等污染物，這些污染物無法自動去除，只能通過上述的人工方式去除。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種準(zhǔn)確度高的具有自清潔窗口的氣體檢測裝置。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種具有自清潔窗口的氣體檢測裝置，所述氣體檢測裝置包括光源、分析模塊；所述氣體檢測裝置進(jìn)一步包括：

窗口，所述窗口設(shè)置在待測氣體的邊界，光源發(fā)出的第一波長的光被待測氣體吸收，發(fā)出的第二波長的光不會被所述待測氣體吸收；

清潔模塊，所述清潔模塊用于清潔所述窗口的臨著所述待測氣體的側(cè)面；

探測器，所述探測器將光源發(fā)出的穿過所述窗口、待測氣體后的分別對應(yīng)于第一波長、第二波長的出射光轉(zhuǎn)換為第一電信號、第二電信號，第一電信號送分析模塊，第二電信號送判斷模塊；

判斷模塊，所述判斷模塊用于判斷所述第二電信號是否小于閾值：若小于閾值，啟動所述清潔模塊；若不小于閾值，正常檢測。

根據(jù)上述的氣體檢測裝置，優(yōu)選地，所述參數(shù)是濃度或速度或溫度。

根據(jù)上述的氣體檢測裝置，優(yōu)選地，所述清潔模塊包括：

清洗液倉，所述清洗液倉內(nèi)裝清洗液；

第一閥門，所述第一閥門控制所述清洗液倉與出口連通與否；

出口，所述出口適于將清洗液施加到所述窗口的臨著待測氣體的側(cè)面；

旋轉(zhuǎn)臂，所述旋轉(zhuǎn)臂固定在馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸上；

刮條，所述刮條設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)臂上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動時(shí)刮條刮去所述窗口的臨著待測氣體的側(cè)面上的附著物。

根據(jù)上述的氣體檢測裝置，優(yōu)選地，所述清潔模塊進(jìn)一步包括：

氣源；

第二閥門，所述第二閥門控制氣源和所述出口連通與否。

根據(jù)上述的氣體檢測裝置，可選地，所述窗口包括：

第一窗口、第二窗口，分別設(shè)置在待測氣體的相對的兩側(cè)的邊界，所述光源發(fā)出的光依次穿過第一窗口、待測氣體和第二窗口。

根據(jù)上述的氣體檢測裝置，可選地，所述光源為可調(diào)諧激光器，所述激光器的輸出波長被分時(shí)地調(diào)諧到第一波長、第二波長，所述探測器分時(shí)地輸出第一電信號、第二電信號。

根據(jù)上述的氣體檢測裝置，可選地，所述光譜為寬譜光源，在所述探測器的上游設(shè)置第一濾光器件、第二濾光器件，所述第一濾光器件濾除第二波長的光，所述第二濾光器件濾除第一波長的光，第一探測器接收經(jīng)過第一濾光器件后的對應(yīng)于第一波長的光，同時(shí)地，第二探測器接收經(jīng)過第二濾光器件后的對應(yīng)于第二波長的光。

根據(jù)上述的氣體檢測裝置，優(yōu)選地，所述窗口對第一波長、第二波長的光透明。

本發(fā)明的目的還在于提供了一種檢測準(zhǔn)確度高的氣體檢測方法，該發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

氣體檢測方法，所述氣體檢測方法包括以下步驟：

(A1)光源發(fā)出的第二波長的光穿過窗口、待測氣體，所述窗口設(shè)置在待測氣體的邊界；所述第二波長的光不會被所述待測氣體吸收；

(A2)探測器將穿過所述待測氣體的第二波長的光轉(zhuǎn)換為第二電信號，并傳送到判斷模塊；

(A3)判斷模塊判斷所述第二電信號是否小于閾值：

若小于閾值，進(jìn)入步驟(A4)；

若不小于閾值，進(jìn)入步驟(A5)；

(A4)清潔所述窗口的臨著所述待測氣體的側(cè)面；

(A5)探測器將所述光源發(fā)出的且穿過所述窗口、待測氣體的第一波長的光轉(zhuǎn)換為第一電信號，所述第一波長的光被所述待測氣體吸收，利用所述第一電信號分析待測氣體對第一波長的光的吸收，從而獲知待測氣體的參數(shù)。

根據(jù)上述的氣體檢測方法，可選地，在步驟(A4)中，清潔所述窗口后，進(jìn)入步驟(A1)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為：

創(chuàng)造性地利用了同一光源發(fā)出的第一波長的光、第二波長的光，利用待測氣體對光源發(fā)出的第一波長的光的吸收檢測待測氣體，利用窗口對光源發(fā)出的第二波長的光的影響獲得窗口是否被污染，從而獲知窗口上是否有附著物阻擋了第一波長的光的透射，進(jìn)而提高了待測氣體檢測的準(zhǔn)確度；

利用二個(gè)檢測器同時(shí)檢測第一波長的光、第二波長的光，可實(shí)時(shí)(而非間斷式)獲知窗口是否被污染，從而及時(shí)、徹底清理窗口，為氣體的準(zhǔn)確檢測打下基礎(chǔ)；

清潔模塊根據(jù)需要地徹底清理窗口上的附著物，從而排除了附著物對待測氣體檢測的不利影響，進(jìn)一步提高了檢測準(zhǔn)確度。

附圖說明

參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是：這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的具有自清潔窗口的氣體檢測裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的具有自清潔窗口的氣體檢測裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的具有自清潔窗口的氣體檢測裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。

具體實(shí)施方式

圖1-3和以下說明描述了本發(fā)明的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個(gè)變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。

實(shí)施例1：

圖1示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的具有自清潔窗口的氣體檢測裝置的結(jié)構(gòu)簡圖，如圖1所示，所述氣體檢測裝置包括：

可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，所述激光器發(fā)出第一波長的光、第二波長的光，所述第一波長的光被待測氣體選擇性吸收，所述第二波長的光不會被所述待測氣體吸收；

窗口，所述窗口為兩個(gè)，分別設(shè)置在待測氣體的相對的兩個(gè)邊界，隔離所述待測氣體與外界；

清潔模塊，所述清潔模塊用于清潔所述窗口的臨著所述待測氣體的側(cè)面；所述清潔模塊包括：

清洗液倉，所述清洗液倉內(nèi)裝清洗液；

第一閥門，所述第一閥門控制所述清洗液倉與出口連通與否；

出口，所述出口適于將清洗液施加到所述窗口的臨著待測氣體的側(cè)面；

旋轉(zhuǎn)臂，所述旋轉(zhuǎn)臂固定在馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸上；

刮條，所述刮條設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)臂上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動時(shí)刮條刮去所述窗口的臨著待測氣體的側(cè)面上的附著物；

氣源；

第二閥門，所述第二閥門控制氣源和所述出口連通與否。

探測器，所述探測器僅為一個(gè)，將激光器發(fā)出的穿過所述窗口、待測氣體后的分別對應(yīng)于第一波長、第二波長的出射光轉(zhuǎn)換為第一電信號、第二電信號，第一電信號送分析模塊，第二電信號送判斷模塊；

判斷模塊，如判斷軟件或電路，所述判斷模塊用于判斷所述第二電信號是否小于閾值：

若小于閾值，啟動所述清潔模塊；先使用氣體吹窗口上的污物，之后將清洗液施加在窗口的臨著待測氣體的側(cè)面上，溶解污物或使污物濕潤成糊狀，旋轉(zhuǎn)的刮條刮去污物；

若不小于閾值，正常檢測。

本發(fā)明實(shí)施例的氣體檢測方法，也即上述氣體檢測裝置的工作過程，所述氣體檢測方法包括以下步驟：

(A1)激光器發(fā)出的光被調(diào)諧到第二波長，第二波長的光穿過窗口、待測氣體，所述窗口設(shè)置在待測氣體的邊界；所述第二波長的光不會被所述待測氣體吸收；

(A2)探測器將穿過所述待測氣體的第二波長的光轉(zhuǎn)換為第二電信號，并傳送到判斷模塊；

(A3)判斷模塊判斷所述第二電信號是否小于閾值：

若小于閾值，進(jìn)入步驟(A4)；

若不小于閾值，進(jìn)入步驟(A5)；

(A4)清潔所述窗口的臨著所述待測氣體的側(cè)面：先使用氣體吹窗口上的污物，之后將清洗液施加在窗口的臨著待測氣體的側(cè)面上，溶解污物或使污物濕潤成糊狀，旋轉(zhuǎn)的刮條刮去污物；進(jìn)入步驟(A1)；

(A5)激光器發(fā)出的光被調(diào)諧到第一波長(也即激光器分時(shí)發(fā)出第二波長、第一波長的光)，第一波長的光穿過窗口、待測氣體；所述第一波長的光被所述待測氣體選擇性吸收；

探測器將穿過所述待測氣體的第一波長的光轉(zhuǎn)換為第一電信號，并傳送到分析模塊；

分析模塊利用吸收光譜技術(shù)處于所述第一電信號，從而獲知待測氣體的參數(shù)，如濃度、速度或溫度。

實(shí)施例2：

圖2示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的具有自清潔窗口的氣體檢測裝置的結(jié)構(gòu)簡圖，如圖2所示，與實(shí)施例1不同的是：

1.光源采用寬譜光源，發(fā)出的光同時(shí)包含第一波長、第二波長的光；

2.在窗口和探測器之間設(shè)置由馬達(dá)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)的第一濾光片、第二濾光片，所述第一濾光片僅通過第一波長的光，第二濾光片僅通過第二波長的光。

本發(fā)明實(shí)施例的氣體檢測方法，也即上述氣體檢測裝置的工作過程，所述氣體檢測方法包括以下步驟：

(A1)寬譜光源同時(shí)發(fā)出第一波長、第二波長的光，光穿過窗口、待測氣體，所述窗口設(shè)置在待測氣體的邊界；

(A2)僅有的一個(gè)探測器將穿過所述待測氣體的且被旋轉(zhuǎn)的第二濾光片濾掉第一波長的第二波長的光轉(zhuǎn)換為第二電信號，并傳送到判斷模塊；

所述探測器將穿過所述待測氣體的且被旋轉(zhuǎn)的第一濾光片濾掉第二波長的光轉(zhuǎn)換為電信號，從而獲得與第一波長的光對應(yīng)的第一電信號，并傳送到分析模塊；

(A3)判斷模塊判斷所述第二電信號是否小于閾值：

若小于閾值，進(jìn)入步驟(A4)；

若不小于閾值，進(jìn)入步驟(A5)；

(A4)清潔所述窗口的臨著所述待測氣體的側(cè)面：先使用氣體吹窗口上的污物，之后將清洗液施加在窗口的臨著待測氣體的側(cè)面上，溶解污物或使污物濕潤成糊狀，旋轉(zhuǎn)的刮條刮去污物；進(jìn)入步驟(A1)；

(A5)分析模塊利用吸收光譜技術(shù)處理所述第一電信號，從而獲知待測氣體的參數(shù)，如氣體濃度、速度或溫度。

實(shí)施例3：

本發(fā)明實(shí)施例的氣體檢測方法，所述氣體檢測方法包括以下步驟：

(A1)寬譜光源同時(shí)發(fā)出第一波長、第二波長的光，光穿過窗口、待測氣體，所述窗口設(shè)置在待測氣體的邊界；

(A2)探測器將穿過所述待測氣體的且被旋轉(zhuǎn)的第二濾光片濾掉第一波長的第二波長的光轉(zhuǎn)換為第二電信號，并傳送到判斷模塊；

探測器將穿過所述待測氣體的且被旋轉(zhuǎn)的第一濾光片濾掉第二波長的光轉(zhuǎn)換為電信號，從而獲得與第一波長的光對應(yīng)的第一電信號，并傳送到分析模塊；分析模塊利用吸收光譜技術(shù)處于所述第一電信號，從而獲知待測氣體的參數(shù)，如氣體濃度、速度或溫度；

(A3)判斷模塊判斷所述第二電信號是否小于閾值：

若小于閾值，表明所述待測氣體的參數(shù)不準(zhǔn)確，舍棄不用，進(jìn)入步驟(A4)；

若不小于閾值，所述待測氣體的參數(shù)輸出；

(A4)清潔所述窗口的臨著所述待測氣體的側(cè)面：先使用氣體吹窗口上的污物，之后將清洗液施加在窗口的臨著待測氣體的側(cè)面上，溶解污物或使污物濕潤成糊狀，旋轉(zhuǎn)的刮條刮去污物；進(jìn)入步驟(A1)。

實(shí)施例4：

圖3示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的具有自清潔窗口的氣體檢測裝置的結(jié)構(gòu)簡圖，如圖3所示，所述氣體檢測裝置包括：

寬譜光源，所述光源同時(shí)發(fā)出第一波長的光、第二波長的光，所述第一波長的光被待測氣體吸收，所述第二波長的光不會被所述待測氣體吸收；

窗口，所述窗口為兩個(gè)，分別設(shè)置在待測氣體的相對的兩個(gè)邊界，隔離所述待測氣體與外界；

清潔模塊，所述清潔模塊用于清潔所述窗口的臨著所述待測氣體的側(cè)面；所述清潔模塊包括：

清洗液倉，所述清洗液倉內(nèi)裝清洗液；

第一閥門，所述第一閥門控制所述清洗液倉與出口連通與否；

出口，所述出口適于將清洗液施加到所述窗口的臨著待測氣體的側(cè)面；

旋轉(zhuǎn)臂，所述旋轉(zhuǎn)臂固定在馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸上；

刮條，所述刮條設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)臂上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動時(shí)刮條刮去所述窗口的臨著待測氣體的側(cè)面上的附著物；

氣源；

第二閥門，所述第二閥門控制氣源和所述出口連通與否；

濾光片，包括第一濾光片、第二濾光片，所述第一濾光片僅通過第一波長的光，第二濾光片僅通過第二波長的光；

探測器，包括第一探測器、第二探測器，用于將光源發(fā)出的穿過所述窗口、待測氣體后的分別對應(yīng)于第一波長、第二波長的出射光轉(zhuǎn)換為第一電信號、第二電信號，第一電信號送分析模塊，第二電信號送判斷模塊；

判斷模塊，如判斷軟件或電路，所述判斷模塊用于判斷所述第二電信號是否小于閾值：

若小于閾值，啟動所述清潔模塊；先使用氣體吹窗口上的污物，之后將清洗液施加在窗口的臨著待測氣體的側(cè)面上，溶解污物或使污物濕潤成糊狀，旋轉(zhuǎn)的刮條刮去污物；

若不小于閾值，正常檢測。

本發(fā)明實(shí)施例的氣體檢測方法，也即上述氣體檢測裝置的工作過程，所述氣體檢測方法包括以下步驟：

(A1)寬譜光源同時(shí)發(fā)出第一波長、第二波長的光，光穿過窗口、待測氣體，所述窗口設(shè)置在待測氣體的邊界；

(A2)第一探測器將穿過所述窗口、待測氣體、第一濾光片后的對應(yīng)于第一波長的光轉(zhuǎn)換為第一電信號，并傳送到分析模塊；

第二探測器將穿過所述窗口、待測氣體、第二濾光片后的對應(yīng)于第二波長的光轉(zhuǎn)換為第二電信號，并傳送到判斷模塊；

(A3)判斷模塊判斷所述第二電信號是否小于閾值：

若小于閾值，進(jìn)入步驟(A4)；

若不小于閾值，進(jìn)入步驟(A5)；

(A4)清潔所述窗口的臨著所述待測氣體的側(cè)面：先使用氣體吹窗口上的污物，之后將清洗液施加在窗口的臨著待測氣體的側(cè)面上，溶解污物或使污物濕潤成糊狀，旋轉(zhuǎn)的刮條刮去污物；進(jìn)入步驟(A1)；

(A5)分析模塊利用吸收光譜技術(shù)處于所述第一電信號，從而獲知待測氣體的參數(shù)，如氣體濃度、速度或溫度。