CN108709867A - 一种双光谱检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双光谱检测装置，包括机箱，所述机箱内设有气体室、紫外光检测组件以及红外光检测组件，所述紫外光检测组件包括紫外光源和紫外光检测器，所述紫外光源产生的紫外光射入气体室内并经多次反射后导出至紫外光检测器进行相应检测，所述红外光检测组件包括红外光源和红外光检测器，所述红外光源产生的红外光射入气体室内并经多次反射并导出至红外光检测器进行相应检测，所述紫外光检测组件和红外光检测组件能同时工作或者单独进行工作。本发明具有红外光和紫外光双光谱检测方式且检测结果准确性高的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及环境检测领域，尤其涉及一种双光谱检测装置。
背景技术
固废处理、垃圾焚烧、船舶尾气排放等是构成大气污染的重要因素，氮氧化物、硫氧化物、有机物等可以直接影响全球气候和人类生存环境。现有技术中用于工业污染源烟气排放和生产中的气体污染物浓度在线监测技术中采用傅里叶红外光谱技术。但是傅里叶红外光谱技术存在以下缺陷，当烟气中含有较多水汽时，傅里叶红外光谱会受到水汽吸收峰的干扰而无法准确识别并计算出部分组分的有效信息，导致傅里叶红外光谱的检测结果的误差较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有红外光和紫外光双光谱检测方式且检测结果准确性高的双光谱检测装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种双光谱检测装置，包括机箱，所述机箱内设有气体室、紫外光检测组件以及红外光检测组件，所述紫外光检测组件包括紫外光源和紫外光检测器，所述紫外光源产生的紫外光射入气体室内并经多次反射后导出至紫外光检测器进行相应检测，所述红外光检测组件包括红外光源和红外光检测器，所述红外光源产生的红外光射入气体室内并经多次反射并导出至红外光检测器进行相应检测，所述紫外光检测组件和红外光检测组件能同时工作或者单独进行工作。
优选的，所述气体室具有进气口和出气口，所述进气口和出气口设置于气体室同一侧且所述进气口和出气口分别设置与于气体室的两端，并且所述进气口和出气口处均设置有伴热管。
优选的，所述气体室上设置有紫外光学窗口，所述气体室内设置有紫外反射镜组件，所述紫外反射镜组件包括三块成三角状设置的紫外反射镜，所述紫外光经紫外光学窗口射入后沿三块紫外反射镜多次反射后再次通过光学窗口导出至紫外光检测器上。
优选的，所述气体室上设置有红外入光口和红外出光口，所述气体室内设置有红外反射镜组件，所述红外反射镜组件为两相对设置的红外抛物面反射镜，所述机箱上还设置有干涉仪，红外光经过干涉仪并通过红外入光口射入至气体室内并在两红外抛物面反射镜之间多次反射，最后由红外出光口射出至红外光检测器上。
优选的，所述机箱上设置有温控器，所述温控器分别检测并控制气体室和伴热管内的温度。
优选的，所述温控器包括温控器一和温控器二，所述气体室的外表面设置有与温控器一电连接的加热板和温度传感器一，所述加热板设置于气体室的底部且所述加热板与所述气体室的底面紧贴设置，所述伴热管外表面设置有与温控器二电连接的加热丝和温度传感器二。
优选的，所述气体室和伴热管的外表面均包覆有保温层。
优选的，所述机箱上还设置有用于冷却红外光源的风机，所述风机正对红外光源设置。
优选的，所述气体室上插设有用于采集气体室内含氧量的变送器，所述变送器的一端伸入气体室内。
优选的，所述机箱上设有显示屏，所述显示屏与变送器、紫外光检测器以及红外光检测器电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明包括机箱，所述机箱内设有气体室、紫外光检测组件以及红外光检测组件，所述紫外光检测组件以及红外光检测组件能同时工作并检测气体污染源内各气体组分含量，这样设置的好处在于，由于紫外光谱技术不受水汽的测量干扰，可以通过紫外光检测组件测量气体污染源中SO2、NO、NO2等气体的含量，红外光检测组件检测气体污染源中的其他气体含量，有效提高了气体污染源内各气体组分检测的准确性。
附图说明
图1为本发明所述结构示意图；
图2为本发明所述部分结构示意图；
图3为本发明中红外光路示意图；
图4为本发明中紫外光路示意图；
图中所标各部件名称如下：
1、机箱；11、气体室；111、进气口；112、出气口；113、紫外光学窗口；114、红外入光口；115、红外出光口；2、紫外光源；21、紫外光检测器；22、紫外反射镜；3、红外光源；31、红外光检测器；32、红外抛物面反射镜；4、干涉仪；41、伴热管；5、温控器一；51、加热板；6、温控器二；61、加热丝；7、保温层；8、风机；9、变送器；10、显示屏。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。
如图1至图4所示，一种双光谱检测装置，包括机箱1，所述机箱1内设有气体室11、紫外光检测组件以及红外光检测组件，所述紫外光检测组件以及红外光检测组件能同时工作并检测气体污染源内各气体组分含量，这样设置的好处在于，通过将紫外光检测组件和红外光检测组件设置于同一气体室11内，其中，所述红外光可检测的波长范围为2.5μm-25μm，所述紫外可检测的波长范围为100nm-400nm，并且紫外光谱是分子中价电子发生跃迁而产生的。紫外光谱技术不受水汽的测量干扰，可以准确测量气体污染源中SO2、NO、NO2等气体的含量，从而通过紫外光检测气体污染源中SO2、NO和NO2的含量，并通过红外光检测气体污染源中除了SO2、NO和NO2其他气体的含量，有效避免直接现有技术中通过红外光直接检测时气体污染源中的水汽对SO2、NO和NO2含量的检测结果的准确性造成干扰，从而保证气体污染源内各气体组分检测的准确性。
优选地，所述机箱1包括箱体和设置于箱体内的底板，所述底板架空设置于箱体内，这样设置保证本双光谱检测装置的各部件固设与底板上表面且各部件之间的连接线设置于底板下表面和箱体内壁两者之间，从而保证了箱体内各部件排列整齐，同时也方便了各部件后期的维护。
优选地，所述紫外光检测组件包括紫外光源2和紫外光检测器21，所述紫外光源2产生的紫外光射入气体室11内并经多次反射后导出至紫外光检测器21进行气体检测，所述红外光检测组件包括红外光源3和红外光检测器31，所述红外光源3产生的红外光射入气体室11内并经多次反射并导出至红外光检测器31进行气体检测，这样通过紫光光和红外光在气体室11内多次反射并导出形成对应光谱，这样提高了检测结果的准确性。
进一步的，所述气体室11具有进气口111和出气口112，所述进气口111和出气口112设置于气体室11同一侧且所述进气口111和出气口112分别设置与气体室11的两端，气体污染源自进气口111导入至气体室11内并通过出气口112导出气体室11，这样设置保证了气体污染源能在气体室11内与紫外光和红外光充分接触，避免了紫外光和红外光与气体污染源接触不充分而影响检测结果现象，从而保证了检测结果的准确性。
进一步的，所述进气口111和出气口112处均设置有伴热管41，所述伴热管41能对气体污染源进行预加热处理，避免气体污染源中水汽冷凝而堵塞伴热管41，从而保证本发明正常工作。
优选的，所述底板上设置有温控器，所述温控器能分别检测并控制气体室11和伴热管41内的温度，这样有效控制气体室11和伴热管41内的温度，从而减少紫外光和红外光的检测误差，从而提高检测结果的准确性；所述气体室11和伴热管41内的温度控制在175℃-185℃，在本实施例中，所述气体室11和伴热管41内的温度均控制在180℃，这样设置有效防止的水汽冷凝而影响检测见过的准确性。
进一步的，所述温控器包括温控器一5和温控器二6，所述气体室11的外表面设置有与温控器一5电连接的加热板51和温度传感器一，具体的由于热气流上升原理从而本发明中所述加热板51设置于气体室11的底部且所述加热板51与所述气体室11的底面紧贴设置，这样设置保证气体室11内的加热的均匀性，所述温度传感器一设置于气体室11的侧壁上，在工作过程中，所述温度传感器一能实时监控所述气体室11内的温度并反馈至温控器一5，从而温控器一5控制加热板51启动或者停止来保持气体室11内的温度处于180℃。
伴热管41的外表面设置有加热丝61和温度传感器二，所述加热丝61缠绕设置于伴热管41外表面，这样设置保证了加热丝61对伴热管41加热的均匀性，在工作过程中，所述温度传感器二能实时监控所述伴热管41内的温度并实时反馈至温控器二6，从而温控器二6控制加热丝61启动或者停止来保持气体室11内的温度处于180℃。
优选的，所述气体室11和伴热管41的外表面均包覆有保温层7，所述保温层7的设置有效减少气体室11和伴热管41内的热量的流失，减少了资源的浪费，同时保温层7的设置保证了气体室11和伴热管41内的温度稳定在180℃。
优选的，所述气体室11上设置有紫外光学窗口113，所述气体室11内设置有紫外反射镜组件，所述紫外反射镜组件包括三块成三角状设置的紫外反射镜，所述紫外光经紫外光学窗口113射入后沿三块紫外反射镜22多次反射后再次通过光学窗口导出至紫外光检测器21上。具体的，三块紫外反射镜呈直角三角形状设置于气体室11内，并且其中两块紫外光反射镜22呈直线状设置于气体室11内靠近紫外光学窗口113一侧，另一块紫外光反射镜22设置于气体室11内远离紫外光学窗口113一侧，这样设置延长了三块紫外反射镜22之间的光程长度，同时保证了紫外光能在三块紫外反射镜22之间经过多次反射，使得紫外光与气体污染源进行充分接触，进一步保证了检测结果的准确性。
进一步的，靠近紫外光学窗口113一侧的紫外反射镜22为抛物面反射镜，另外两紫外反射镜22均为平面反射镜。
进一步的，所述紫外光学窗口113实现了紫外光的射入和射出，这样设置的好处在于减少光学的窗口的数量，从而降低了制造成本。
可以理解的，所述紫外光学窗口113也可以设置为两个，其中一紫外光学窗口113用于紫外光的射入，另一紫外光学窗口113用于紫外光的射出。
所述气体室11上设置有红外入光口114和红外出光口115，所述气体室11内设置有红外反射镜组件，所述红外反射镜组件包括两相对设置的红外抛物面反射镜32，所述机箱1上还设置有干涉仪4，红外光经过干涉仪4并通过红外入光口114射入至气体室11内并在两红外抛物面反射镜32之间多次反射，最后由红外出光口115射出至红外光检测器31上。
优选的，所述两红外抛物面反射镜32设置于气体室11内两侧的紫外反射镜22之间，这样设置有效避免了在红外光和紫外光的光程路径上存在遮挡物，从而无法保证紫外光检测组件和红外光检测组件同时工作现象的产生。
所述机箱1上还设置有用于冷却红外光源3的风机8，所述风机8正对红外光源3设置，这样风机8能对红外光源3进行有效降温，同时风机8的设置有效加速机箱1内的空气流通速率，从而对机箱1内其他部件也具有降温效果，这样提高了机箱1内各部件的使用寿命。
所述气体室11上插设有变送器9，所述变送器9的一端伸入气体室11内，具体地，所述变送器9为氧化锆变送器9，所述氧化锆变送器9能检测气体室11内的含氧量。
优选的，所述机箱1上设置有显示屏10，所述显示屏10与变送器9、紫外光检测器21以及红外光检测器31电连接，这样使用者能从显示屏10上直观的得知变送器9、紫外光检测器21以及红外光检测器31三者的检测结果，从而方便了使用者的使用，同时也提高本发明的实用性。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围，即凡依本发明所作的均等变化与修饰，皆为本发明权利要求范围所涵盖，这里不再一一举例。
Claims (10)
1.一种双光谱检测装置，包括机箱，其特征在于，所述机箱内设有气体室、紫外光检测组件以及红外光检测组件，所述紫外光检测组件包括紫外光源和紫外光检测器，所述紫外光源产生的紫外光射入气体室内并经多次反射后导出至紫外光检测器进行相应检测，所述红外光检测组件包括红外光源和红外光检测器，所述红外光源产生的红外光射入气体室内并经多次反射并导出至红外光检测器进行相应检测，所述紫外光检测组件和红外光检测组件能同时工作或者单独进行工作。
2.根据权利要求1所述的一种双光谱检测装置，其特征在于，所述气体室具有进气口和出气口，所述进气口和出气口设置于气体室同一侧且所述进气口和出气口分别设置与于气体室的两端，并且所述进气口和出气口处均设置有伴热管。
3.根据权利要求1所述的一种双光谱检测装置，其特征在于，所述气体室上设置有紫外光学窗口，所述气体室内设置有紫外反射镜组件，所述紫外反射镜组件包括三块成三角状设置的紫外反射镜，所述紫外光经紫外光学窗口射入后沿三块紫外反射镜多次反射后再次通过光学窗口导出至紫外光检测器上。
4.根据权利要求1所述的一种双光谱检测装置，其特征在于，所述气体室上设置有红外入光口和红外出光口，所述气体室内设置有红外反射镜组件，所述红外反射镜组件为两相对设置的红外抛物面反射镜，所述机箱上还设置有干涉仪，红外光经过干涉仪并通过红外入光口射入至气体室内并在两红外抛物面反射镜之间多次反射，最后由红外出光口射出至红外光检测器上。
5.根据权利要求2所述的一种双光谱检测装置，其特征在于，所述机箱上设置有温控器，所述温控器分别检测并控制气体室和伴热管内的温度。
6.根据权利要求5所述的一种双光谱检测装置，其特征在于，所述温控器包括温控器一和温控器二，所述气体室的外表面设置有与温控器一电连接的加热板和温度传感器一，所述加热板设置于气体室的底部且所述加热板与所述气体室的底面紧贴设置，所述伴热管外表面设置有与温控器二电连接的加热丝和温度传感器二。
7.根据权利要求6所述的一种双光谱检测装置，其特征在于，所述气体室和伴热管的外表面均包覆有保温层。
8.根据权利要求1所述的一种双光谱检测装置，其特征在于，所述机箱上还设置有用于冷却红外光源的风机，所述风机正对红外光源设置。
9.根据权利要求1所述的一种双光谱检测装置，其特征在于，所述气体室上插设有用于采集气体室内含氧量的变送器，所述变送器的一端伸入气体室内。
10.根据权利要求9所述的一种双光谱检测装置，其特征在于，所述机箱上设有显示屏，所述显示屏与变送器、紫外光检测器以及红外光检测器电连接。
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