一種用于氨氣和硫化氫的同步在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于氨氣和硫化氫的同步在線監(jiān)測系統(tǒng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，氨氣和硫化氫氣體是畜禽舍臭味的主要來源，硫化氫氣體是一種有毒氣體，具有臭雞蛋味，不僅對任何畜禽的健康會(huì)造成影響，而且容易對周圍的環(huán)境產(chǎn)生污染。氨氣具有強(qiáng)刺激性，高濃度的氨氣會(huì)對人和畜禽造成危害。同時(shí)，氨氣也是大氣中含量僅次于隊(duì)和N20的含氮化合物，是大氣中酸性成分的中和劑。所以，進(jìn)行畜禽舍氨氣和硫化氫氣體的實(shí)時(shí)監(jiān)測不僅有益于畜禽的生長，同時(shí)也是環(huán)境保護(hù)的有效措施。
[0003]傳統(tǒng)的氣體檢測的方法有:化學(xué)發(fā)光檢測法、質(zhì)譜分析法、氣相色譜分析法、熒光法。傳統(tǒng)的方法測量過程復(fù)雜、不能實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，所以開發(fā)一套實(shí)時(shí)在線的氣體監(jiān)測系統(tǒng)是刻不容緩的。與傳統(tǒng)的方法相比，調(diào)諧二極管吸收光譜方法檢測范圍廣、選擇性高、響應(yīng)速度快、能夠同時(shí)檢測多種氣體、同時(shí)能實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測。市場上已經(jīng)有一些利用調(diào)諧二級管激光吸收光譜技術(shù)進(jìn)行氣體監(jiān)測的系統(tǒng)。但是，為畜禽舍開發(fā)一套能夠?qū)崟r(shí)、同步監(jiān)測多種污染氣體，并且能夠適用于大型畜禽舍氣體監(jiān)測系統(tǒng)仍然是我們的研究目標(biāo)。這將會(huì)有效的解決畜禽舍的污染氣體對畜禽生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)測和預(yù)警。
[0004]因此，針對以上不足，需要提供一種用于氨氣和硫化氫的同步在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以對大型畜禽舍內(nèi)的氨氣和硫化氫氣體實(shí)現(xiàn)同步、在線監(jiān)測和預(yù)警。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:解決無法對大型畜禽舍內(nèi)的氨氣和硫化氫氣體實(shí)現(xiàn)同步、在線監(jiān)測和預(yù)警的問題。
[0007]( 二)技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種用于氨氣和硫化氫同步在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括:激光器驅(qū)動(dòng)模塊、第一激光器、第二激光器、第一探測器、第二探測器、角鏡及處理裝置，所述激光器驅(qū)動(dòng)模塊分別與所述第一激光器及第二激光器連接，所述第一激光器與所述角鏡之間設(shè)置有第一聚焦透鏡，所述第二激光器與所述角鏡之間設(shè)置有第二聚焦透鏡，所述處理裝置分別與所述第一探測器及第二探測器連接，所述角鏡與所述第一探測器之間設(shè)置有第三聚焦透鏡，所述第二探測器與所述角鏡之間設(shè)置有第四聚焦透鏡。
[0009]優(yōu)選的，所述處理裝置包括:依次連接的調(diào)理模塊、濾波模塊、鎖相放大模塊、采集處理裝置及顯示模塊，所述調(diào)理模塊分別與所述第一探測器及第二探測器連接。
[0010]優(yōu)選的，所述調(diào)理模塊用于將所述第一探測器和第二探測器輸出的電信號進(jìn)行濾波和放大。
[0011]優(yōu)選的，所述顯示模塊為液晶顯示屏。
[0012]優(yōu)選的，所述用于氨氣和硫化氫同步在線監(jiān)測系統(tǒng)，還包括分別與所述第一激光器及第二激光器連接的溫控模塊。
[0013]優(yōu)選的，所述第一激光器、第二激光器均采用分布反饋激光器。
[0014]優(yōu)選的，所述第一激光器的波段為1512nm，所述第二激光器的波段為1590nm。
[0015]優(yōu)選的，所述激光器驅(qū)動(dòng)模塊的鋸齒波信號的頻率為10Hz，正弦波信號的頻率為5KHzo
[0016](三)有益效果
[0017]本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型提供了一種用于氨氣和硫化氫同步在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括:激光器驅(qū)動(dòng)模塊、第一激光器、第二激光器、第一探測器、第二探測器、角鏡及處理裝置，所述激光器驅(qū)動(dòng)模塊分別與所述第一激光器及第二激光器連接，所述第一激光器與所述角鏡之間設(shè)置有第一聚焦透鏡，所述第二激光器與所述角鏡之間設(shè)置有第二聚焦透鏡，所述處理裝置分別與所述第一探測器及第二探測器連接，所述角鏡與所述第一探測器之間設(shè)置有第三聚焦透鏡，所述第二探測器與所述角鏡之間設(shè)置有第四聚焦透鏡。實(shí)現(xiàn)了能同時(shí)監(jiān)測氨氣和硫化氫氣體，而且能實(shí)時(shí)的對畜禽舍內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)境給出預(yù)警，同時(shí)利用波長調(diào)制技術(shù)和諧波檢測技術(shù)提高了系統(tǒng)的檢測靈敏度，而且系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)模塊適用于各種復(fù)雜的畜禽舍環(huán)境。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例氨氣和硫化氫同步在線監(jiān)測系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖。；
[0019]圖中:1:激光器驅(qū)動(dòng)模塊；2:溫控模塊；3:第一激光器；4:第二激光器；5:第一聚焦透鏡；6:第二聚焦透鏡；7:被測氣體；8:角鏡；9:濾波模塊；10:調(diào)理模塊；11:第一探測器；12:第三聚焦透鏡；13:鎖相放大模塊；14:第二探測器；15:第四聚焦透鏡；16:采集處理裝置；17:顯示模塊；18:處理裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0020]在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0021]在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0022]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于氨氣和硫化氫同步在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括:一種用于氨氣和硫化氫同步在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括:激光器驅(qū)動(dòng)模塊1、第一激光器3、第二激光器4、第一探測器11、第二探測器14、角鏡8及處理裝置18，所述激光器驅(qū)動(dòng)模塊I分別與所述第一激光器3及第二激光器4連接，所述第一激光器3與所述角鏡8之間設(shè)置有第一聚焦透鏡5，所述第二激光器4與所述角鏡8之間設(shè)置有第二聚焦透鏡6，所述處理裝置18分別與所述第一探測器11及第二探測器14連接，所述角鏡8與所述第一探測器11之間設(shè)置有第三聚焦透鏡12，所述第二探測器14與所述角鏡8之間設(shè)置有第四聚焦透鏡15ο
[0024]本系統(tǒng)的光學(xué)原理是氣體的選擇性吸收原理和Lambert-Beer原理。氣體選擇吸收原理:氣體分子只能吸收那些能量正好等于它的某兩個(gè)能級能量差的光子，即h V =
E1-E2
[0025]其中，h代表普朗克常量；
[0026]V代表激光頻率；
[0027]En E2代表氣體分子的兩個(gè)能級。
[0028]Lambert-Beer (光吸收基本定律)定律:一束平行的單色光經(jīng)過吸收氣體之后其光強(qiáng)會(huì)減弱，其強(qiáng)度表達(dá)式為:I ( V ) = I。( V ) exp (_ σ ( V ) CL)
[0029]其中，σ(ν)為待測氣體在頻率為V時(shí)的吸收系數(shù)；
[0030]C為待測氣體濃度；
[0031]L為光程，即吸收路徑的長度；
[0032]Ι(ν)為光穿過待測氣體后的強(qiáng)度；
[0033]1 ( V )為光穿過待測氣體前的強(qiáng)度；
[0034]優(yōu)選的，本實(shí)施例中激光源設(shè)置有兩個(gè)激光器，第一激光器3和第二激光器4，分別發(fā)射出1512nm和1590nm兩路激光束，兩路光束分別被第一聚焦透鏡5和第二聚焦透鏡6匯聚以減少光束的衰減。匯聚后的光束經(jīng)過被測氣體7后被角鏡8反射，反射后的光束再次被被測氣體吸收，這種光學(xué)結(jié)構(gòu)能增加系統(tǒng)的光程，提高系統(tǒng)靈敏度。反射后的光束被第三聚焦透鏡12和第四聚焦透鏡15匯聚，并被第一探測器11和第二探測器14接收。
[0035]優(yōu)選的，所述激光器驅(qū)動(dòng)模塊I，分別與第一激光器3和第二激光器4相連，系統(tǒng)米用