CN109115716A - 一种多功能红外气体传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能红外气体传感器，包括安装板，安装板的上表面后侧安装有PLC控制器，安装板的上表面前侧安装有水平方向的气管，气管的左端面固定有与气管相通的灯罩，灯罩内腔的左端面安装有红外光灯，本多功能红外气体传感器，结构简单，制造成本低，气管的前后侧相对设有条形的进气罩和排气罩，通过抽气筒进行气流的吸入，保证检测气体在气管内腔的均匀性，提高检测结果的精确度，滤光片为连续型条形片，吸收波长从前至后线性减小，同时滤光片的水平位置可进行调整，能够进行多种气体的检测，光栅在气管内的位置可进行调节，便于进行红外光线的分光调节，便于红外接收器的检测，提高了对气体检测的效率。

Description

一种多功能红外气体传感器
技术领域
本发明涉及红外气体传感器技术领域，具体为一种多功能红外气体传感器。
背景技术
红外气体传感器是一种基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置，红外传感器的应用很广，在检测很多种的气体中都使用到它，而且它的可靠性很高、选择性很好等等的优点，在未来的市场中很可能会成为主流，但因为处在刚刚起步的阶段，技术不够精湛，而且市场上很少，制造的成本比较高，检测时气管内的空气分布不均，使检测结果产生漂移，同时只能进行单一气体成分的检测，使用具有局限性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种多功能红外气体传感器，结构简单，使用方便，具备调节能力，可进行多种气体的成分检测，提高了精准度，方便进行携带使用，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多功能红外气体传感器，包括安装板，所述安装板的上表面后侧安装有PLC控制器，所述安装板的上表面前侧安装有水平方向的气管，所述气管的左端面固定有与气管相通的灯罩，所述灯罩内腔的左端面安装有红外光灯，所述气管的前侧面安装有与气管内腔相通的进气罩，所述气管的后侧面安装有与气管内腔相通的排气罩，所述排气罩的后端安装有抽气筒，所述气管的内腔中部设有光栅，所述气管的右端设有滤光盒，所述滤光盒的内腔与气管的内腔交错相通，所述滤光盒的后侧面安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的前侧设有穿过滤光盒后侧面轴孔的伸缩臂，所述伸缩臂的前端固定有滑块，所述滑块的侧面与滤光盒的内侧面贴合，所述滑块的前侧面固定有滤光片，所述气管的右端面固定有与气管内腔相通的端罩，所述端罩的右侧面安装有两个红外接收器，所述端罩的右侧面的安装孔内设有放大器，所述PLC控制器的输入端分别与外部电源和放大器的输出端电连接，所述放大器的输入端与红外接收器的输出端电连接，所述PLC控制器的输出端分别与红外光灯和电动伸缩杆的输入端电连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述进气罩和排气罩的均为长条状的壳体，且进气罩和排气罩沿水平方向相对设置。
作为本发明的一种优选技术方案，所述进气罩的前端进气口内设有卡槽，所述卡槽内设有过滤网。
作为本发明的一种优选技术方案，所述安装板的上表面右侧安装有直线电机，所述直线电机的输入端与PLC控制器的输出端电连接，所述直线电机的上侧设有动子座。
作为本发明的一种优选技术方案，所述端罩的右端面的轴孔内设有水平方向的连杆，所述连杆的左端与光栅的右侧面固定相连，所述连杆的右端与动子座固定相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述滤光盒左侧的气管内腔固定有光板，所述光板为平光镜，且光板中心设有供连杆穿过的轴孔。
作为本发明的一种优选技术方案，所述抽气筒为圆柱体空心壳，所述抽气筒的后侧面分布有气孔。
作为本发明的一种优选技术方案，所述抽气筒左端面的轴孔内设有转轴，所述转轴的侧面设有叶片，所述安装板上表面的左侧安装有输出轴与转轴左端固定相连的伺服电机，所述伺服电机的输入端与PLC控制器的输出端电连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述滤光片的中部设有水平方向的缺槽，且滤光片滤光的吸收波长从前至后线性减小。
作为本发明的一种优选技术方案，所述气管右端的内侧壁安装有压力传感器，所述压力传感器的输出端与PLC控制器的输入端电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本多功能红外气体传感器，结构简单，制造成本低，气管的前后侧相对设有条形的进气罩和排气罩，通过抽气筒进行气流的吸入，保证检测气体在气管内腔的均匀性，提高检测结果的精确度，滤光片为连续型条形片，吸收波长从前至后线性减小，同时滤光片的水平位置可进行调整，能够进行多种气体的检测，光栅在气管内的位置可进行调节，便于进行红外光线的分光调节，便于红外接收器的检测，提高了对气体检测的效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明剖面结构示意图；
图3为本发明滤光器结构示意图。
图中：1安装板、2PLC控制器、3气管、4灯罩、5红外光灯、6进气罩、7排气罩、8抽气筒、9光栅、10滤光盒、11电动伸缩杆、12伸缩臂、13滑块、14滤光片、15端罩、16红外接收器、17直线电机、18动子座、19连杆、20光板、21过滤网、22气孔、23转轴、24叶片、25伺服电机、26压力传感器、27放大器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种多功能红外气体传感器，包括安装板1，安装板1的上表面后侧安装有PLC控制器2，安装板1的上表面前侧安装有水平方向的气管3，气管3右端的内侧壁安装有压力传感器26，压力传感器26的输出端与PLC控制器2的输入端电连接，气管3的左端面固定有与气管3相通的灯罩4，灯罩4内腔的左端面安装有红外光灯5，气管3的前侧面安装有与气管3内腔相通的进气罩6，进气罩6的前端进气口内设有卡槽，卡槽内设有过滤网21，气管3的后侧面安装有与气管3内腔相通的排气罩7，进气罩6和排气罩7的均为长条状的壳体，且进气罩6和排气罩7沿水平方向相对设置，排气罩7的后端安装有抽气筒8，抽气筒8为圆柱体空心壳，抽气筒8的后侧面分布有气孔22，抽气筒8左端面的轴孔内设有转轴23，转轴23的侧面设有叶片24，安装板1上表面的左侧安装有输出轴与转轴23左端固定相连的伺服电机25，伺服电机25的输入端与PLC控制器2的输出端电连接，气管3的内腔中部设有光栅9，气管3的右端设有滤光盒10，滤光盒10的内腔与气管3的内腔交错相通，滤光盒10的后侧面安装有电动伸缩杆11，电动伸缩杆11的前侧设有穿过滤光盒10后侧面轴孔的伸缩臂12，伸缩臂12的前端固定有滑块13，滑块13的侧面与滤光盒10的内侧面贴合，滑块13的前侧面固定有滤光片14，滤光片14的中部设有水平方向的缺槽，且滤光片14滤光的吸收波长从前至后线性减小，气管3的右端面固定有与气管3内腔相通的端罩15，端罩15的右侧面安装有两个红外接收器16，端罩15的右侧面的安装孔内设有放大器27，安装板1的上表面右侧安装有直线电机17，直线电机17的输入端与PLC控制器2的输出端电连接，直线电机17的上侧设有动子座18，端罩15的右端面的轴孔内设有水平方向的连杆19，连杆19的左端与光栅9的右侧面固定相连，连杆19的右端与动子座18固定相连，滤光盒10左侧的气管3内腔固定有光板20，光板20为平光镜，且光板20中心设有供连杆19穿过的轴孔，PLC控制器2的输入端分别与外部电源和放大器27的输出端电连接，放大器27的输入端与红外接收器16的输出端电连接，PLC控制器2的输出端分别与红外光灯5和电动伸缩杆11的输入端电连接，本多功能红外气体传感器所采用的电子元件均为现有技术并且不在此进行创新，在此不再进行赘述，PLC控制器2采用6ES7211-0AA23-0XB0，本多功能红外气体传感器，结构简单，制造成本低，气管的前后侧相对设有条形的进气罩6和排气罩7，通过抽气筒8进行气流的吸入，保证检测气体在气管3内腔的均匀性，提高检测结果的精确度，滤光片14为连续型条形片，吸收波长从前至后线性减小，同时滤光片14的水平位置可进行调整，能够进行多种气体的检测，光栅9在气管3内的位置可进行调节，便于进行红外光线的分光调节，便于红外接收器16的检测，提高了对气体检测的效率。
在使用时：红外光灯5工作，产生的红外光线沿轴线穿过气管3，依次穿过光栅9、光板20和滤光片14后被红外接收器16接收，光栅9对红外光线进行分光，光栅9的位置通过直线电机17进行调节，直线电机17工作带动动子座18进行水平方向的移动，连杆19带动光栅9随动子座18进行水平方向的移动，不同气体吸收不同波段的红外光线，通过滤光片14对其他波段的红外光线进行吸收，电动伸缩杆11工作带动滑块13和滤光片14进行纵向移动，由于滤光片14滤光的吸收波长从前至后线性减小，穿过滤光片14不同位置的红外光波长不同，以此适应对不同气体的检测，检测时伺服电机25工作带动转轴23和叶片24转动，进气罩6和排气罩7之间产生压力差，经过过滤网21过滤后的气体经进气罩6进入气管3内，并从抽气筒8侧面的气孔22流出，待测气体充满气管3的内腔，待测气体对红外光灯5发出的红外光进行一定剂量的吸收，当红外线波长与被测气体吸收谱线相吻合时，红外能量被吸收，红外光线穿过被测气体后的光强衰减满足朗伯-比尔定律，气体浓度越大，对光的衰减也越大，通过红外接收器16测出被吸收后的红外能量，对比红外光灯5的释放量计算出红外能量的衰减量，即得到被测气体的浓度。
本发明结构简单，降低了生产成本，分光和滤光波长均能进行调节，可进行多种气体的成分检测，操作更加简单，提高了精准度，方便进行携带使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种多功能红外气体传感器，包括安装板(1)，其特征在于：所述安装板(1)的上表面后侧安装有PLC控制器(2)，所述安装板(1)的上表面前侧安装有水平方向的气管(3)，所述气管(3)的左端面固定有与气管(3)相通的灯罩(4)，所述灯罩(4)内腔的左端面安装有红外光灯(5)，所述气管(3)的前侧面安装有与气管(3)内腔相通的进气罩(6)，所述气管(3)的后侧面安装有与气管(3)内腔相通的排气罩(7)，所述排气罩(7)的后端安装有抽气筒(8)，所述气管(3)的内腔中部设有光栅(9)，所述气管(3)的右端设有滤光盒(10)，所述滤光盒(10)的内腔与气管(3)的内腔交错相通，所述滤光盒(10)的后侧面安装有电动伸缩杆(11)，所述电动伸缩杆(11)的前侧设有穿过滤光盒(10)后侧面轴孔的伸缩臂(12)，所述伸缩臂(12)的前端固定有滑块(13)，所述滑块(13)的侧面与滤光盒(10)的内侧面贴合，所述滑块(13)的前侧面固定有滤光片(14)，所述气管(3)的右端面固定有与气管(3)内腔相通的端罩(15)，所述端罩(15)的右侧面安装有两个红外接收器(16)，所述端罩(15)的右侧面的安装孔内设有放大器(27)，所述PLC控制器(2)的输入端分别与外部电源和放大器(27)的输出端电连接，所述放大器(27)的输入端与红外接收器(16)的输出端电连接，所述PLC控制器(2)的输出端分别与红外光灯(5)和电动伸缩杆(11)的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种多功能红外气体传感器，其特征在于：所述进气罩(6)和排气罩(7)的均为长条状的壳体，且进气罩(6)和排气罩(7)沿水平方向相对设置。
3.根据权利要求1所述的一种多功能红外气体传感器，其特征在于：所述进气罩(6)的前端进气口内设有卡槽，所述卡槽内设有过滤网(21)。
4.根据权利要求1所述的一种多功能红外气体传感器，其特征在于：所述安装板(1)的上表面右侧安装有直线电机(17)，所述直线电机(17)的输入端与PLC控制器(2)的输出端电连接，所述直线电机(17)的上侧设有动子座(18)。
5.根据权利要求1所述的一种多功能红外气体传感器，其特征在于：所述端罩(15)的右端面的轴孔内设有水平方向的连杆(19)，所述连杆(19)的左端与光栅(9)的右侧面固定相连，所述连杆(19)的右端与动子座(18)固定相连。
6.根据权利要求1所述的一种多功能红外气体传感器，其特征在于：所述滤光盒(10)左侧的气管(3)内腔固定有光板(20)，所述光板(20)为平光镜，且光板(20)中心设有供连杆(19)穿过的轴孔。
7.根据权利要求1所述的一种多功能红外气体传感器，其特征在于：所述抽气筒(8)为圆柱体空心壳，所述抽气筒(8)的后侧面分布有气孔(22)。
8.根据权利要求1所述的一种多功能红外气体传感器，其特征在于：所述抽气筒(8)左端面的轴孔内设有转轴(23)，所述转轴(23)的侧面设有叶片(24)，所述安装板(1)上表面的左侧安装有输出轴与转轴(23)左端固定相连的伺服电机(25)，所述伺服电机(25)的输入端与PLC控制器(2)的输出端电连接。
9.根据权利要求1所述的一种多功能红外气体传感器，其特征在于：所述滤光片(14)的中部设有水平方向的缺槽，且滤光片(14)滤光的吸收波长从前至后线性减小。
10.根据权利要求1所述的一种多功能红外气体传感器，其特征在于：所述气管(3)右端的内侧壁安装有压力传感器(26)，所述压力传感器(26)的输出端与PLC控制器(2)的输入端电连接。
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