CN103017982A - 线型毒性气体探测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种线型毒性气体探测系统，它包括发射电路、接收处理电路和DSP电路；所述发射电路包括微处理器电路、调压电路、信号发生电路、信号驱动电路和光源，所述调压电路为发射电路提供恒压电源，所述微处理器电路连接所述信号发生电路的信号输入端，所述信号发生电路的信号输出端连接所述信号驱动电路的信号输入端，所述信号驱动电路的信号驱动输出端连接光源；所述接收处理电路包括对应光源设置的探测器、前置放大电路和放大电路，所述探测器通过前置放大电路、放大电路连接所述DSP电路的A/D转换输入端。该探测系统具有极高的探测灵敏度，而且响应速度快、不中毒、寿命长，探测覆盖范围广，探测距离可达120米。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体探测系统，具体的说，涉及了一种线型毒性气体探测系统。
背景技术
由于火灾中可燃物的种类繁多，尤其是各种新型合成材料的大量使用，加之燃烧状况千变万化，因此，可以生成多种有毒有害气体。研究表明，火灾烟气的有毒气体中，CO是头号杀手，火灾中由CO致死的人数大约占死亡总人数的40%，火灾发生后3分钟内CO的体积分数就有可能高达7%以上，而人在含CO体积分数0.8%的环境中3分钟内就会失去知觉；HCN为剧毒气体，其毒性为CO的20-40倍，当环境中含有2×10-4体积分数的HCN，2分钟内就会使人中毒昏迷，火灾中有30%的遇难是由于HCN中毒致死。
国内尚无线型毒性气体探测器，现有的产品为点型毒性气体探测器，其工作原理为：采用气敏元件，通过其与附近的毒性气体进行化学反应，从而引起气敏元件的阻值特性发生变化，依据阻值变化的大小确定探测器周围泄漏毒性气体的浓度，此类探测器的缺点是：1、探测器的寿命比较短，运行一段时间，其灵敏度就会因受环境等因素的影响而大幅度下降；2、当出现高浓度毒性气体泄漏时还易造成探测器的中毒；3、该种探测器的保护面积小，目前现场应用还限于重点部位安放。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种满足大空间、大面积毒性气体泄漏探测的线型毒性气体探测系统。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种线型毒性气体探测系统，它包括发射电路、接收处理电路和DSP电路；其中，所述发射电路包括微处理器电路、调压电路、信号发生电路、信号驱动电路和光源，所述调压电路的恒压输出端分别连接所述微处理器电路、所述信号发生电路、所述信号驱动电路和所述光源以提供恒压电源，所述微处理器电路连接所述信号发生电路的信号输入端以便产生实现待测毒性气体中心波长扫描所需的调制信号，所述信号发生电路的信号输出端连接所述信号驱动电路的信号输入端，所述信号驱动电路的信号驱动输出端连接所述光源以便根据调制信号驱动光源实现待测毒性气体中心波长扫描；所述接收处理电路包括对应所述光源设置的探测器、前置放大电路和放大电路，所述探测器通过所述前置放大电路、所述放大电路连接所述DSP电路的A/D转换输入端以便将接收到的光信号转换成电信号并经放大后向DSP电路输出含有毒性气体信息的模拟电压信号。
基于上述，所述前置放大电路包括放大芯片U1和可调电阻R1，所述放大电路包括放大芯片U2、电阻R2、电阻R3和电阻R4；所述探测器一端连接所述放大芯片U1的同向输入端，所述探测器另一端分别连接所述放大芯片U1的异相输入端和所述可调电阻R1的一端，所述可调电阻R1的另一端和可调端分别连接所述放大芯片U1的输出端；所述放大芯片U1的输出端通过所述电阻R4连接所述放大芯片U2的同向输入端相，所述放大芯片U2的异相输入端通过所述电阻R3接地，所述电阻R2两端分别连接所述放大芯片U2的异相输入端和所述放大芯片U2的输出端，所述放大芯片U2的输出端连接所述DSP电路的A/D转换输入端。
基于上述，所述光源是分布反馈式半导体激光器，所述探测器是光电导型红外传感器。
基于上述，所述DSP电路通过输出接口电路连接有报警电路。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，本发明具有以下优点：该线型毒性气体探测系统具有极高的探测灵敏度，而且响应速度快、不中毒、寿命长，探测覆盖范围广，探测距离可达120米，探测精度高，易维护，可实现实时监控。该线型毒性气体探测系统针对大空间、大面积毒性气体泄漏的探测应用，是一种检测灵敏度高、抗干扰能力强、报警迅速且准确度高的、被动式的探测系统，它能解决目前市场上现有产品在毒性气体泄漏领域应用存在的缺陷问题，可以有效地避免毒性气体泄漏事故的发生，该系统在气体检测领域的应用具有很高的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是所述线型毒性气体探测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，一种线型毒性气体探测系统，它包括发射电路、接收处理电路和DSP电路，所述DSP电路通过输出接口电路连接有报警电路。
其中，所述发射电路包括微处理器电路、调压电路、信号发生电路、信号驱动电路和光源，所述调压电路的恒压输出端分别连接所述微处理器电路、所述信号发生电路、所述信号驱动电路和所述光源以提供恒压电源，所述微处理器电路连接所述信号发生电路的信号输入端以便产生实现待测毒性气体中心波长扫描所需的调制信号，所述信号发生电路的信号输出端连接所述信号驱动电路的信号输入端，所述信号驱动电路的信号驱动输出端连接所述光源以便根据调制信号驱动光源实现待测毒性气体中心波长扫描，即所述信号驱动电路用所述信号发生电路产生的调制信号来驱动所述光源；
所述光源是分布反馈式半导体激光器，所述调压电路给所述分布反馈式半导体激光器提供一恒定的电源，所述信号发生电路用来产生分布反馈式半导体激光器实现波长扫描所需要的调制信号，分布反馈式半导体激光器在信号驱动电路的调制下实现待测毒性气体的中心波长的扫描。
所述接收处理电路包括对应所述光源设置的探测器、前置放大电路和放大电路，所述探测器是光电导型红外传感器，所述探测器通过所述前置放大电路、所述放大电路连接所述DSP电路的A/D转换输入端以便将接收到的光信号转换成电信号并经放大后向DSP电路输出含有毒性气体信息的模拟电压信号；其中，所述前置放大电路包括放大芯片U1和可调电阻R1，所述放大电路包括放大芯片U2、电阻R2、电阻R3和电阻R4；所述探测器一端连接所述放大芯片U1的同向输入端，所述探测器另一端分别连接所述放大芯片U1的异相输入端和所述可调电阻R1的一端，所述可调电阻R1的另一端和可调端分别连接所述放大芯片U1的输出端；所述放大芯片U1的输出端通过所述电阻R4连接所述放大芯片U2的同向输入端相，所述放大芯片U2的异相输入端通过所述电阻R3接地，所述电阻R2两端分别连接所述放大芯片U2的异相输入端和所述放大芯片U2的输出端，所述放大芯片U2的输出端连接所述DSP电路的A/D转换输入端。通过调节可调电阻R1的阻值，可调节输出信号的强弱，通过调整电阻R2和电阻R3的阻值来放大信号。
由分布反馈式半导体激光器发出的入射光经光电导型红外传感器检测，通过光电导型红外传感器把含有气体浓度信息的光信号转换成电信号，并经前置放大电路转化为电压信号，通过调节可调电阻R1的阻值可以改变电压信号的大小，电压信号被放大后得到含有毒性气体信息的模拟电压信号，再利用集成有A/D转换器的DSP对模拟电压信号进行处理和计算，并得出毒性气体的浓度，通过输出接口电路送至报警电路，从而判断是否有毒性气体存在，达到早期探测泄漏毒性气体和抑制误报的目的。
该线型毒性气体探测系统可实时探测工业现场的毒性气体泄漏情况，在有毒性气体泄漏发生时，及时输出报警信号，引起中控室的后级设备报警，提醒值班人员注意，以便采取进一步的预防、补救措施，从而有效预防毒性气体泄漏事故发生。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (4)
1.一种线型毒性气体探测系统，其特征在于：它包括发射电路、接收处理电路和DSP电路；其中，所述发射电路包括微处理器电路、调压电路、信号发生电路、信号驱动电路和光源，所述调压电路的恒压输出端分别连接所述微处理器电路、所述信号发生电路、所述信号驱动电路和所述光源以提供恒压电源，所述微处理器电路连接所述信号发生电路的信号输入端以便产生实现待测毒性气体中心波长扫描所需的调制信号，所述信号发生电路的信号输出端连接所述信号驱动电路的信号输入端，所述信号驱动电路的信号驱动输出端连接所述光源以便根据调制信号驱动光源实现待测毒性气体中心波长扫描；所述接收处理电路包括对应所述光源设置的探测器、前置放大电路和放大电路，所述探测器通过所述前置放大电路、所述放大电路连接所述DSP电路的A/D转换输入端以便将接收到的光信号转换成电信号并经放大后向DSP电路输出含有毒性气体信息的模拟电压信号。
2.根据权利要求1所述的线型毒性气体探测系统，其特征在于：所述前置放大电路包括放大芯片U1和可调电阻R1，所述放大电路包括放大芯片U2、电阻R2、电阻R3和电阻R4；所述探测器一端连接所述放大芯片U1的同向输入端，所述探测器另一端分别连接所述放大芯片U1的异相输入端和所述可调电阻R1的一端，所述可调电阻R1的另一端和可调端分别连接所述放大芯片U1的输出端；所述放大芯片U1的输出端通过所述电阻R4连接所述放大芯片U2的同向输入端相，所述放大芯片U2的异相输入端通过所述电阻R3接地，所述电阻R2两端分别连接所述放大芯片U2的异相输入端和所述放大芯片U2的输出端，所述放大芯片U2的输出端连接所述DSP电路的A/D转换输入端。
3.根据权利要求1或2所述的线型毒性气体探测系统，其特征在于：所述光源是分布反馈式半导体激光器，所述探测器是光电导型红外传感器。
4.根据权利要求1或2所述的线型毒性气体探测系统，其特征在于：所述DSP电路通过输出接口电路连接有报警电路。
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