一種多功能激光氣體及粉塵在線檢測分析儀器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉激光氣體檢測儀器和激光粉塵檢測儀器領(lǐng)域，尤其是一種多功能激光氣體及粉塵同步在線檢測分析儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)有很多優(yōu)點，這使其在氣體檢測領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其優(yōu)點主要包括:檢測速度快，靈敏度高，準確度高，可以原位測量，同時可以不需要加裝預(yù)處理裝置對氣體進行過濾和凈化，在惡劣工況下也能正常測量。但是激光吸收和激光散射的切換系統(tǒng)模塊及其軟件系統(tǒng)至今未見報道。目前在很多工業(yè)場合，氣體分析和粉塵監(jiān)測都是獨立的儀器和獨立工程系統(tǒng)，儀器成本、操作成本、維護成本等較高。氣體測量和粉塵測量二合一，達到一機多用的目的，降低了設(shè)備成本和安裝維護成本，同時也更方便用戶查看和記錄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種同時測量氣體和粉塵的檢測方法，采用本發(fā)明的方法可以實現(xiàn)一臺設(shè)備同時在線測量氣體和粉塵的濃度，達到提高效率、方便安裝和維護、降低成本等目的。
[0004]本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)主要包括以下幾部分:激光發(fā)射單元，激光接收單元，氣體吸收信號處理模塊，粉塵光散射信號處理模塊，氣體和粉塵檢測的程控切換模塊，光路調(diào)節(jié)和連接裝置，吹掃氣系統(tǒng)，電源系統(tǒng)，人機交互和對外接口系統(tǒng)，分析儀機箱。其中信號處理單元可以放置在激光發(fā)射單元機箱內(nèi)部，也可以放置在激光接收單元機箱內(nèi)部，也可以單獨放置。
[0005]激光發(fā)射單元和激光接收單元采用原位式安裝在被測管道兩側(cè)，激光從激光發(fā)射單元發(fā)出，穿透過被測氣體和粉塵，到達激光接收單元，激光接收單元通過光電變換將光信號變成電信號，電信號再經(jīng)過放大處理之后被送入信號處理單元，信號處理單元對信號進行處理之后就可以計算出氣體和粉塵的濃度。
[0006]吹掃氣系統(tǒng)的主要作用是保護隔離視窗和維持比較準確的測量光程，減少測量誤差。
[0007]光路調(diào)節(jié)和連接裝置的主要作用是對光路進行調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0008]附圖是多功能激光氣體及粉塵同步在線檢測分析儀器。1.激光發(fā)射單元，2.透鏡，3.吃掃氣，4.待測氣體/粉塵管道，5.激光接收單元，6.探測器，7.隔離窗，8.激光，9.光路調(diào)節(jié)器，10.激光器，11.信號處理單元。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明【具體實施方式】進行詳細說明。
[0010]多功能激光氣體及粉塵同步在線檢測分析儀器具體包括激光發(fā)射單元，激光接收單元，激光器，光路調(diào)節(jié)裝置，探測器，透鏡，隔離窗，信號處理單元，吃掃氣等模塊。針對待測氣體，首先找出待測氣體的特定吸收波長。根據(jù)待測氣體的特定吸收波長選擇對應(yīng)波長的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器。通過控制溫度，可以把激光器的波長調(diào)節(jié)到待測氣體的特定吸收波長處，之后再利用電流掃描來控制激光發(fā)射波長，使激光發(fā)射波長掃描通過待測氣體的特定吸收波段，利用光電探測器收集這些穿過待測氣體的光信號，再進行解調(diào)處理，就能檢測出待測氣體的濃度。由于控制激光波長掃描的頻率可以達到10Hz左右，因此進行幾輪掃描之后的時間能控制在0.1s之內(nèi)，這時候就可以通過程控對掃描電流進行改變，進而改變激光的發(fā)射波長，這樣就可以將激光發(fā)射的波長調(diào)諧到?jīng)]有氣體吸收的波段，然后進行粉塵測量。對粉塵進行測量的時間間隔同樣控制在0.1s之內(nèi)，之后再利用程控將掃描電流調(diào)諧到氣體吸收波段進行氣體檢測，最終實現(xiàn)氣體和粉塵的實時在線檢測。
[0011]本發(fā)明有以下優(yōu)點:
[0012]1、只用一臺儀器就可以同時檢測氣體和粉塵兩種不同的待測組分，節(jié)約了元器件成本。
[0013]2、只用一臺儀器就可以同時檢測氣體和粉塵兩種不同的待測組分，節(jié)約了設(shè)備成本。
[0014]3、可以減少設(shè)備安裝和維護的成本。
[0015]4、方便用戶進行檢測和記錄。
【主權(quán)項】
1.一種多功能激光氣體及粉塵在線檢測分析儀器，其特征在于:儀器結(jié)構(gòu)單元包括激光發(fā)射單元，激光接收單元，氣體吸收信號處理模塊，粉塵光散射信號處理模塊，氣體和粉塵檢測的程控切換模塊，光路調(diào)節(jié)和連接裝置，吹掃氣系統(tǒng)，電源系統(tǒng)，人機交互和對外接口系統(tǒng)，分析儀機箱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能激光氣體及粉塵在線檢測分析儀器，其特征在于:儀器結(jié)構(gòu)內(nèi)部同時設(shè)置氣體檢測的吸收原理模塊和粉塵檢測的散射原理模塊，模塊之間通過程控切換方式實現(xiàn)同步在線監(jiān)測。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能激光氣體及粉塵在線檢測分析儀器，其特征在于:所述的氣體吸收信號處理模塊和粉塵光散射信號處理模塊之間設(shè)置程控切換模塊，程控切換模塊需要具備光吸收和光散射信號控制的硬件電路系統(tǒng)。根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的多功能激光氣體及粉塵在線檢測分析儀器，其特征在于:可以同時實現(xiàn)激光在線檢測氣體濃度和粉塵濃度同步檢測，實時傳輸濃度信息。
【專利摘要】本發(fā)明公開了多功能激光氣體及粉塵同步在線檢測分析儀器，可同時測量氣體濃度、粉塵含量及其粒度分布。利用氣體對激光的單線吸收，可以測量待測氣體的濃度；同時利用粉塵顆粒對光的散射原理，測定粉塵的含量極其粒度分布。儀器主要由激光發(fā)射系統(tǒng)、激光接收系統(tǒng)及信號處理系統(tǒng)組成。激光經(jīng)過透鏡轉(zhuǎn)換成平行準直光束；光速穿過待測氣體及粉塵，到達激光接收器，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換變成電信號，對電信號放大處理，進行A/D采集轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號進入信號處理系統(tǒng)進行處理，最終計算出氣體和粉塵的濃度。該儀器系統(tǒng)可自由切換進入氣體或粉塵的檢測狀態(tài)。通過程控實現(xiàn)級快速切換，因此可實現(xiàn)氣體和粉塵的實時在線檢測。
【IPC分類】G01N21/39, G01N15/06
【公開號】CN105092440
【申請?zhí)枴緾N201410187440
【發(fā)明人】覃吳, 韋德行, 張鑫
【申請人】覃吳, 韋德行, 張鑫
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月6日