CN110514607A - 一种气体探测装置 - Google Patents

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薛晓康
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Abstract

本发明涉及一种气体探测装置，包括：一装置主体，内部设有：一数据处理器；一光发射器，用于发出发射光线；一光接收器及分光机构，用于接收反射光线；及一内反射镜，将所述光发射器发出的发射光线，在所述装置主体的内部反射给所述光接收器及分光机构；及多个外反射镜，设于所述装置主体的外部，用于将所述光发射器发出的发射光线，穿过待测气体监测区域后反射给所述光接收器及分光机构。与现有技术相比，本发明可通过比较不同点外反射光的强度与波长分布的变化和差异，对某一特定区域进行异常气体的判定，极大提高探测的准确性，减少人为因素的同时，其本身也具有快速、简单和可靠的特点。

Description

一种气体探测装置
技术领域
本发明涉及气体检测技术领域，具体涉及一种气体探测装置。
背景技术
激光气体检测装置作为气体分析和检测的重要设备已经得到了广泛的应用，其主要是通过激光器发出特定波长的激光穿过气体监测区域后，到达反射面并被反射回光探测器，若激光穿过的气体区域中存在被检测的特征气体，激光将与被该气体吸收，特征气体浓度越高，吸收量越大，光探测器将监测到激光强度的变化并反馈，最终由信号输出电路将浓度结果显示出来。
现有的光气体探测装置一般只检测单一点位进行判定，极容易发生漏检和误检的情况，难以形成区域性的有效的探测。目前区域性的异常气体探测，大多依靠于人为巡检来解决，这样不仅降低了检查效率，也增加了人为的安全隐患，从而造成不必要的财产和人员损失。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种气体探测装置，可通过比较不同点外反射光的强度与波长分布的变化和差异，对某一特定区域进行异常气体的判定，极大提高探测的准确性，减少人为因素的同时，其本身也具有快速、简单和可靠的特点。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种气体探测装置，包括：
一装置主体，内部设有：
一数据处理器；
一光发射器，用于发出发射光线；
一光接收器及分光机构，用于分散和接收反射光线；及
一内反射镜，将所述光发射器发出的发射光线，在所述装置主体的内部反射给所述光接收器及分光机构；及
多个外反射镜，设于所述装置主体的外部，用于将所述光发射器发出的发射光线，穿过待测气体监测区域后反射给所述光接收器及分光机构。
通过长时间连续瞄准一个特定的外反射镜，发射光线经光发射器射出，由外部的外反射镜反射回来的反射光线进入光接收器及分光机构，经数据处理器处理，按一定间隔与内反射光进行比较，瞄准其它的反射镜，逐一判断比较其反射的信息，最后输出相关信息。
所述发射光线经所述内反射镜或外反射镜的反射后，所述反射光线与所述发射光线相平行。
所述内反射镜或外反射镜均为夹角呈90°的角镜。
所述内反射镜为长杆型角镜，转动设于所述装置主体内，所述的内反射镜的中心点位于所述发射器中心和所述光接收器及分光机构中心的两点之间的中垂线上。
所述内反射镜的长度大于所述光发射器与光接收器及分光机构之间的距离，所述内反射镜中心点连接旋转伺服机构，并在该旋转伺服机构作用下转动，所述内反射镜旋转90°实现探测状态与内参比状态的切换，
探测状态下，所述内反射镜沿长度方向位于所述光发射器与光接收器及分光机构之间，内反射镜不阻挡发射光线向外发射，以及外部反射光线的接收；
内参比状态下，内反射镜阻挡发射光线向外发射，并将反射光线反射给所述光接收器及分光机构。
所述装置主体内设有用于控制光发射器的调制器，以及显示模块。
所述装置主体设有发射窗口和接收窗口，所述光发射器发出的光线经所述发射窗口射出，所述的外反射镜反射的反射光线经所述接收窗口进入所述装置主体并被所述光接收器及分光机构接收。
所述的外反射镜以装置主体为中心，在所述装置主体外部设置多个。
所述光发射器为激光器，发出的发射光线为激光。
本发明装置的具体工作原理为，使用过程中，通过长时间连续瞄准一个特定的外反射镜，并在调制器的指令下，按一定间隔与内反射光进行比较，出现异常后再手动调节。瞄准其它反射镜，逐一判断其反射的信息。比较的参数主要为光强度与波长分布的变化。比较的方式包括：1)外反射光与内反射光的比较；2)外反射光不同时间的变化；3)不同点外反射光的差异，从而实现监视一个比较大的区域内的异常气体的状况。
本发明所能达到的效果：
1、本发明设有多个外反射镜，在提高探测区域范围的同时，也让不同点外反射光的差异的比较得以实现，加强了该装置抗外部干扰的能力；
2、本发明设有内反射镜，用于进行外反射光与内反射光的比较，提高了设备的降噪水平；
3、本发明可探测指定点位的外反射光的强度与波长分布，在不同时间的变化情况，以检测到异常气体的产生的突发状况；
4、本发明可用于探测人员不易到达的区域，降低人为的安全隐患，减少不必要的财产和人员损失；
5、本发明既可以在光线较弱的夜晚使用，也可以在光照强度大的白天对远距离目标进行瞄准检测，减少漏检、误检的情况。
附图说明
图1为本发明装置气体检测原理示意图；
图中，1-装置主体、2-反射光线、3-发射光线、4-外反射镜；
图2为本发明主体装置的结构示意图；
图中，5-显示模块、6-调制器、7-光接收器及分光机构、8-内反射镜、9-接收窗口、10-发射窗口、11-旋转伺服机构、12-光发射器、13-数据处理器；
图3为本发明探测状态下的原理示意图；
图4为本发明内参比状态下的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
参照图1-4，一种多点瞄准区域性比较异常气体探测装置，包括装置主体1，及多个外反射镜4，设于装置主体1的外部。
装置主体1设有光发射器12、内反射镜8、旋转伺服机构11、发射窗口10、接收窗口9、光接收器及分光机构7、调制器6、数据处理器13、显示模块5。
如图1所示，外反射镜4在不同点位设置多个，可以反射发射光线3，收集不同点外反射光以比较差异，增大该装置可监视范围；
内反射镜8或外反射镜4均为夹角呈90°的角镜，发射光线3经内反射镜8或外反射镜4的反射后，反射光线与发射光线相平行。内反射镜8为长杆型角镜，转动设于装置主体1内，内反射镜8的中心点位于发射器中心和光接收器及分光机构中心的两点之间的中垂线上。内反射镜8的长度大于光发射器12与光接收器及分光机构7之间的距离，内反射镜8中心点连接旋转伺服机构11，并在该旋转伺服机构11作用下转动，内反射镜旋转90°实现探测状态与内参比状态的切换：
如图3，探测状态下，所述内反射镜沿长度方向位于所述光发射器与光接收器及分光机构之间，内反射镜不阻挡发射光线向外发射，以及外部反射光线的接收；
如图4，内参比状态下，内反射镜阻挡发射光线向外发射，并将反射光线反射给所述光接收器及分光机构。
如图2，调制器6的作用为将光信号调制到稳定的强度和频率下，与光发射器12共同作用下，产生发射光线3。光接收器及分光机构7的作用为将反射光线2分散成不同波长的光信号并接收。数据处理器13的作用为将探测状态下收集的反射光线2的光信号和内参比状态下的收集的光信号，进行降噪比对处理，并判断区域内气体是否有异常状况。显示模块5的作用为直观显示区域内气体的状况。旋转伺服机构11的作用为带动内反射镜在发射光线3的垂直面进行旋转，以切换装置的探测状态和内参比状态。
使用时，通过长时间连续瞄准一个特定的外反射镜4，并在调制器6的指令下，发射光线3经光发射器12射出，经发射窗口10，由外部的外反射镜4反射回来的反射光线2进入光接收器及分光机构7，经数据处理器13处理，按一定间隔与内反射光进行比较，其中内反射光由旋转伺服机构11带动内反射镜8实现，瞄准其它的反射镜，逐一判断比较其反射的信息，最后在显示模块5中显示相关信息。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种气体探测装置，其特征在于，包括：
一装置主体，内部设有：
一数据处理器；
一光发射器，用于发出发射光线；
一光接收器及分光机构，用于分散和接收反射光线；及
一内反射镜，将所述光发射器发出的发射光线，在所述装置主体的内部反射给所述光接收器及分光机构；及
多个外反射镜，设于所述装置主体的外部，用于将所述光发射器发出的发射光线，穿过待测气体监测区域后反射给所述光接收器及分光机构。
2.根据权利要求1所述的一种气体探测装置，其特征在于，所述发射光线经所述内反射镜或外反射镜的反射后，所述反射光线与所述发射光线相平行。
3.根据权利要求2所述的一种气体探测装置，其特征在于，所述内反射镜或外反射镜均为夹角呈90°的角镜。
4.根据权利要求1所述的一种气体探测装置，其特征在于，所述内反射镜为长杆型角镜，转动设于所述装置主体内，所述的内反射镜的中心点位于所述发射器中心和所述光接收器及分光机构中心的两点之间的中垂线上。
5.根据权利要求4所述的一种气体探测装置，其特征在于，所述内反射镜的长度大于所述光发射器与光接收器及分光机构之间的距离，所述内反射镜中心点连接旋转伺服机构，并在该旋转伺服机构作用下转动，所述内反射镜旋转90°实现探测状态与内参比状态的切换，
探测状态下，所述内反射镜沿长度方向位于所述光发射器与光接收器及分光机构之间，内反射镜不阻挡发射光线向外发射，以及外部反射光线的接收；
内参比状态下，内反射镜阻挡发射光线向外发射，并将反射光线反射给所述光接收器及分光机构。
6.根据权利要求1所述的一种气体探测装置，其特征在于，所述装置主体内设有用于控制光发射器的调制器，以及显示模块。
7.根据权利要求1所述的一种气体探测装置，其特征在于，所述装置主体设有发射窗口和接收窗口，所述光发射器发出的光线经所述发射窗口射出，所述的外反射镜反射的反射光线经所述接收窗口进入所述装置主体并被所述光接收器及分光机构接收。
8.根据权利要求1所述的一种气体探测装置，其特征在于，所述的外反射镜以装置主体为中心，在所述装置主体外部设置多个。
9.根据权利要求1所述的一种气体探测装置，其特征在于，所述光发射器为激光器，发出的发射光线为激光。
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