CN113218905A - 基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光技术领域，公开了一种基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统及方法，该系统激光装置用于生成激光；温度补偿装置用于对激光装置的工作区域进行温度补偿；激光分光装置用于将激光分为测量激光、校准激光和参考激光；检测装置用于生成测量电信号、校准电信号和参考电信号；数据处理装置用于根据测量电信号、校准电信号和参考电信号确定一氧化碳浓度，本发明通过温度补偿装置使得激光装置处于稳定工作状态，数据处理装置通过测量电信号、校准电信号和参考电信号确定待测区域一氧化碳浓度，解决了现有技术中直接通过激光检测一氧化碳浓度时，温度影响和检测方式单一导致检测结果不准确的技术问题，提高了一氧化碳浓度检测准确度。
Description
技术领域
本发明涉及气体检测技术领域，尤其涉及一种基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统及方法。
背景技术
一氧化碳是一种大气污染物，在大气中数量最多、分布最广，是煤、石油等含碳物质不完全燃烧的产物。其主要来源于冶金工业中炼焦、炼铁等生产过程；化学工业中合成氨、甲醇等生产过程；矿井放炮和煤矿瓦斯爆炸事故；汽车等交通工具尾气的排放；锅炉中燃料的不完全燃烧；家庭居室中煤炉产生的煤气或液化气管道漏气以及火山爆发、森林火灾、地震等自然灾害中一氧化碳的释放。此外，高层大气的化学反应、二氧化碳的轻微解离作用及动物新陈代谢过程中也会产生少量的一氧化碳。
现有技术中对一氧化碳浓度的检测大多采用直接测量法，使测量激光直接穿过待测区域，然后对穿过待测区域的激光进行分析得到待测区域一氧化碳浓度，这种一氧化碳浓度测量方式，受环境影响因素较大，从而造成检测的一氧化碳浓度不准确。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供了一种基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统及方法，旨在解决现有技术无法准确测量待测区域一氧化碳浓度的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统，所述系统包括:
激光装置、温度补偿装置、激光分光装置、检测装置和数据处理装置；其中，
所述温度补偿装置用于对所述激光装置的工作区域进行温度补偿；
所述激光装置用于在温度补偿完成时，将生成的激光传输至激光分光装置；
所述激光分光装置用于将接收到的激光分为测量激光、校准激光和参考激光；
所述检测装置用于根据所述测量激光生成测量电信号，根据所述校准激光生成校准电信号，根据所述参考激光生成参考电信号；
所述数据处理装置用于根据所述测量电信号、所述校准电信号和所述参考电信号确定待测区域的一氧化碳浓度。
可选地，所述温度补偿装置包括温度传感模块和温度控制模块；其中，
所述温度传感模块用于监测所述激光装置的工作区域温度，并将所述工作区域温度发送至温度控制模块；
所述温度控制模块用于根据所述工作区域温度和预设温度控制所述激光装置的工作区域升温或者降温。
可选地，所述检测装置包括测量模块、校准模块和参考模块；其中，
所述测量模块包括测量气室单元、测量光电转换单元和测量差分单元；
所述测量气室单元用于采集待测气体；
所述测量光电转换单元用于将穿过所述待测气体前的测量激光转换为第一测量电信号，将穿过待测气体后的测量激光转换为第二测量电信号；
所述测量差分单元用于根据所述第一测量电信号和所述第二测量电信号生成测量电信号；
所述校准模块包括校准气室单元、校准光电转换单元、校准差分单元；
所述校准气室单元用于密封标准气体；
所述校准光电转换单元用于将穿过所述校准气体前的校准激光转换为第一校准电信号，将穿过校准气体后的校准激光转换为第二校准电信号；
所述校准差分单元用于根据所述第一校准电信号和所述第二校准电信号生成校准电信号；
所述参考模块包括参考光电转换单元和参考差分单元；
所述参考光电转换单元用于将穿过待测区域前的参考激光转换为第一参考电信号，将穿过待测区域后的参考激光转换为第二参考电信号；
所述参考差分单元用于根据所述第一参考电信号和所述第二参考电信号生成参考电信号。
可选地，所述系统还包括压控装置；
所述压控装置用于将所述测量气室单元的气压调节至预设压强。
可选地，所述数据处理装置包括确定模块和比对模块；其中，
所述确定模块用于根据所述校准电信号和所述测量电信号确定测量一氧化碳浓度；
所述确定模块还用于根据所述校准电信号和所述参考电信号确定参考一氧化碳浓度；
所述比对模块用于获取参考一氧化碳浓度和测量一氧化碳浓度的浓度差值，并在所述浓度差值小于预设阈值时，将所述测量一氧化碳浓度作为待测区域一氧化碳浓度。
可选地，所述系统还包括显示装置；
所述显示装置用于接收所述待测区域一氧化碳浓度，并对所述待测区域一氧化碳浓度值进行展示。
可选地，所述系统还包括报警装置；
所述报警装置用于在待测区域一氧化碳浓度大于或等于预设浓度阈值时，发出报警提示。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于2327nm激光器的一氧化碳检测方法，所述方法包括：
温度补偿装置对激光装置的工作区域进行温度补偿；
激光装置在温度补偿完成时，将生成的激光传输至激光分光装置；
激光分光装置将接收到的激光分为测量激光、校准激光和参考激光；
检测装置根据所述测量激光生成测量电信号，根据所述校准激光生成校准电信号，根据所述参考激光生成参考电信号；
数据处理装置根据所述测量电信号、所述校准电信号和所述参考电信号确定待测区域的一氧化碳浓度。
可选地，温度补偿装置对激光装置的工作区域进行温度补偿，包括：
温度补偿装置监测激光装置的工作区域温度；
温度补偿装置根据所述工作区域温度和预设温度控制激光装置的工作区域升温或者降温。
可选地，所述检测装置根据所述测量激光生成测量电信号，根据所述校准激光生成校准电信号，根据所述参考激光生成参考电信号，包括：
检测装置采集待测气体；
检测装置将穿过所述待测气体前的测量激光转换为第一测量电信号，将穿过所述待测气体后的测量激光转换为第二测量电信号；
检测装置根据所述第一测量电信号和所述第二测量电信号生成测量电信号；
检测装置密封标准气体；
检测装置将穿过所述校准气体前的校准激光转换为第一校准电信号，将穿过所述校准气体后的校准激光转换为第二校准电信号；
检测装置根据所述第一校准电信号和所述第二校准电信号生成校准电信号；
检测装置将穿过待测区域前的参考激光转换为第一参考电信号，将穿过待测区域后的参考激光转换为第二参考电信号；
检测装置根据所述第一参考电信号和所述第二参考电信号生成参考电信号。
本发明提出一种基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统，该系统包括激光装置、温度补偿装置、激光分光装置、检测装置和数据处理装置；其中，所述温度补偿装置用于对所述激光装置的工作区域进行温度补偿；所述激光装置用于在温度补偿完成时，将生成的激光传输至激光分光装置；所述激光分光装置用于将接收到的激光分为测量激光、校准激光和参考激光；所述检测装置用于根据所述测量激光生成测量电信号，根据所述校准激光生成校准电信号，根据所述参考激光生成参考电信号；所述数据处理装置用于根据所述测量电信号、所述校准电信号和所述参考电信号确定待测区域的一氧化碳浓度，由于本发明是通过温度补偿装置调节激光装置工作区域的温度使得激光装置处于稳定的工作状态，数据处理装置通过测量电信号、校准电信号和参考电信号确定待测区域的一氧化碳浓度，解决了现有技术中直接通过激光检测一氧化碳浓度时，由于温度和检测方式单一导致检测结果不准确的技术问题，提高了一氧化碳浓度检测的准确度。
附图说明
图1为本发明基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统第一实施例的结构框图；
图2为本发明基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统第二实施例的结构框图；
图3为本发明基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统第三实施例的结构框图；
图4为本发明基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统第四实施例的结构框图；
图5为本发明基于2327nm激光器的一氧化碳检测方法一实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统，参照图1，图1为本发明基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统第一实施例的结构框图。
本实施例中，所述基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统包括：
激光装置10、温度补偿装置20、激光分光装置30、检测装置40和数据处理装置50；其中，
所述温度补偿装置20用于对所述激光装置30的工作区域进行温度补偿。
可以理解的是，环境温度会影响激光装置工作的稳定性，从而影响一氧化碳浓度检测的准确性，为了使激光装置具有稳定的工作状态，在激光装置工作前，可以先对激光装置的工作区域进行温度补偿。
应理解的是，温度补偿包括温度正补偿和温度负补偿，温度正补偿是在激光装置的工作区域的当前温度的基础上进行升高温度操作；温度负补偿是在激光装置的工作区域的当前温度的基础上进行降低温度操作。
所述激光装置10用于在温度补偿完成时，将生成的激光传输至激光分光装置30。
可以理解的是，激光是原子受激辐射的光，原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级的时候，所释放的能量以光子的形式放出，被激发出来的光子束，其中的光子光学特性高度一致。因此激光相比普通光源单色性、方向性好，亮度更高。
需要说明的是，激光装置10是能够发射激光的装置，可包括激光器和聚焦器，激光器可以是气体激光器、固体激光器、半导体激光器或燃料激光器，可以根据不同的应用场景选择相应的激光器；聚焦器由聚焦镜构成，可将激光光束会聚在一起；由于激光器发射出的激光有一定散射角，将激光器发射的激光经过聚焦器形成会聚的光束后，再传输到分光装置，本实施例以输出波长为2327nm半导体激光器为例进行说明，所述激光装置还可以是使用其他激光器的激光装置，并不构成对本发明的限制。
应理解的是，半导体激光器在发射激光时，会产生热量从而使得激光装置所处的工作区域温度升高，随着温度的升高使得激光器的阈值电流增加，输出功率降低，发射波长飘逸，造成模式不稳定，会影响激光器的使用寿命，为了避免激光装置在工作过程中因自身产生的热量对工作的稳定性产生影响，在激光装置工作时，温度补偿装置可以实时监测激光装置工作区域的温度，并对工作区域进行温度补偿。
可以理解的是，本实施例使用的半导体激光器可以是输出波长为2327nm的离散模式的半导体激光器，该半导体激光器的中心波长为2327nm，该半导体激光器使用2327nm吸收线对一氧化碳进行探测，本实施例使用的2327nm半导体激光器在一氧化碳浓度的检测中，能够提供稳定、精确的激光探测性能能，且该半导体激光器具有良好的单模抑制比。
所述激光分光装置30用于将接收到的激光分为测量激光、校准激光和参考激光。
可以理解的是，激光分光装置30可以包括激光分束器和准直器，分束器是可将一束激光分成两束激光或多束激光的装置，通常由金属膜或介质膜构成；准直器是用于准直光路，使发散光路变成平行光路的装置。
应理解的是，在激光装置10生成激光后，将该激光传输到激光分光装置，激光分光装置在接收到激光后，通过分束器将激光分束，分束器可以将激光分为两束或多数激光，本实施例以分束器将激光分为三束激光为例进行说明，将三束激光分别作为测量激光、校准激光和参考激光。
所述检测装置40用于根据所述测量激光生成测量电信号，根据所述校准激光生成校准电信号，根据所述参考激光生成参考电信号。
可以理解的是，检测装置40可接收测量激光、校准激光和参考激光，在检测装置40接收到激光后，使测量激光穿过测量气体，使校准激光穿过校准气体，使参考激光穿过参考气体，其中测量气体是检测装置采集的待测区域中的气体，校准气体是在检测装置中封存的浓度已知的一氧化碳气体，参考气体是待测区域气体。
应理解的是，检测装置40可以根据穿过测量气体前后的测量激光生成测量电信号，根据穿过校准气体前后的校准激光生成校准电信号，根据穿过参考气体前后的参考激光生成参考电信号。
所述数据处理装置50用于根据所述测量电信号、所述校准电信号和所述参考电信号确定待测区域的一氧化碳浓度。
可以理解的是，由于测量电信号是根据穿过测量气体前后的测量激光生成，参考电信号是根据穿过参考气体的参考激光生成，校准电信号是根据穿过校准气体前后的校准激光生成，而校准气体是一氧化碳浓度已知的气体，因此可以根据测量电信号、校准电信号和参考电信号确定待测区域的一氧化碳浓度。
进一步地，为了提高一氧化碳浓度检测的准确性，所述数据处理装置50包括确定模块和比对模块；其中，所述确定模块用于根据所述校准电信号和所述测量电信号确定测量一氧化碳浓度；所述确定模块还用于根据所述校准电信号和所述参考电信号确定参考一氧化碳浓度。
可以理解的是，校准电信号能反映标准气体的一氧化碳浓度，而标准气体是一氧化碳浓度已知的气体，因此可根据标准电信号和测量电信号确定测量一氧化碳的浓度，例如标准气体的一氧化碳浓度为30ppm，标准电信号为10mA，测量电信号为15mA，参考电信号为14mA，则可求得测量气体一氧化碳浓度为45ppm，参考的一氧化碳浓度为42ppm。
所述比对模块用于获取参考一氧化碳浓度和测量一氧化碳浓度的浓度差值，并在所述浓度差值小于预设阈值时，将所述测量一氧化碳浓度作为待测区域一氧化碳浓度。
可以理解的是，参考一氧化碳浓度是将参考激光直接穿过待测区域测得的一氧化碳浓度，测量一氧化碳浓度是通过采集待测区域的气体后测得的一氧化碳浓度，理想状态下测量一氧化碳浓度和参考一氧化碳浓度相等，但是由于压强的不同，会造成两者之间存在差异，在两者的浓度差值小于预设阈值时，将测量一氧化碳浓度作为待测区域的一氧化碳浓度。
应理解的是，在测量一氧化碳浓度和参考一氧化碳浓度的差值大于预设阈值时，舍弃本次检测结果，开始下一次测量。
在具体实现中，例如标准气体是一氧化碳浓度为30ppm的气体，若在一氧化碳检测中，标准电信号的电流值为10mA，测量电信号的电流值为15mA，参考电信号的电流值为14mA，由此可求得测量激光对应的测量气体的一氧化碳浓度为45ppm，参考激光对应的参考一氧化碳浓度为42ppm，在实际应用中，可以设置阈值，在测量气体的一氧化碳浓度和参考气体的一氧化碳浓度的差值小于该阈值时，将测量一氧化碳气体浓度作为待测区域的一氧化碳浓度，在差值大于该阈值时，进行下一次检测。
本实施例提出一种基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统，该系统包括激光装置、温度补偿装置、激光分光装置、检测装置和数据处理装置；其中，所述激光装置用于生成激光，并将生成的激光传输至激光分光装置；所述温度补偿装置用于对所述激光装置的工作区域进行温度补偿；所述激光分光装置用于将接收到的激光分为测量激光、校准激光和参考激光；所述检测装置用于根据所述测量激光生成测量电信号，根据所述校准激光生成校准电信号，根据所述参考激光生成参考电信号；所述数据处理装置用于根据所述测量电信号、所述校准电信号和所述参考电信号确定待测区域的一氧化碳浓度，由于本发明是通过温度补偿装置调节激光装置工作区域的温度使得激光装置处于稳定的工作状态，数据处理装置通过测量电信号、校准电信号和参考电信号确定待测区域的一氧化碳浓度，解决了现有技术中直接通过激光计策一氧化碳浓度时，由于压强和温度导致检测结果不准确的技术问题，提高了一氧化碳浓度检测的准确度。
参照图2，图2为本发明基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统第二实施例的结构框图，在本实施例中，所述温度补偿装置20包括温度传感模块201和温度控制模块202；其中，
所述温度传感模块201用于监测所述激光装置10的工作区域温度，并将所述工作区域温度发送至温度控制模块202。
需要说明的是，温度传感模块201和温度控制模块202建立通信连接，温度传感模块由温度传感器构成，温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，所述温度传感器可以是热电偶温度传感器，也可以是热敏电阻温度传感器，本实施例以热电偶温度传感器为例进行说明，热电偶传感器中热电偶由在一端连接的两条不同金属线构成，当热电偶一端受热时，热电偶电路中就有电势差，可用测量的电势差来计算温度。
所述温度控制模块202用于根据所述工作区域温度和预设温度控制所述激光装置10的工作区域升温或者降温。
可以理解的是，激光装置工作区域温度的变化可能是由待测区域温度变化引起，也可能是由于激光装置本身发热引起，而激光装置工作区域温度的变化会引起激光装置工作不稳定，从而造成一氧化碳浓度检测不准确，为了避免此问题，需要使激光装置的工作区域温度稳定在预设温度附近，预设温度可以根据实际使用场景确定。
应理解的是，预设温度是激光装置的最佳工作温度，可以根据使用场景提前确定预设温度，可以设定一个预设阈值，在工作区域温度和预设温度差值的绝对值大于该预设阈值时，控制工作区域的温度升高或降低，以控制激光装置的工作区域温度与预设温度的偏差范围。
可以理解的是，温度控制模块可以包括升温器和降温器，其中升温器用于在工作区域温度与预设温度差值的绝对值大于预设阈值且工作区域温度小于预设温度时，对工作区域的温度进行升温；降温器用于在工作区域温度与预设温度差值的绝对值大于预设阈值且工作区域温度大于预设温度时，对工作区域的温度进行降温。
在具体实现中，例如，预设温度为22摄氏度，预设阈值为2摄氏度，温度传感模块监测到工作区域的温度为23摄氏度，并将工作区域温度23摄氏度发送至温度控制器，温度控制器在接收到工作区域温度后，计算工作区域的温度与预设温度的差值的绝对值为1摄氏度，由于1摄氏度小于预设阈值2摄氏度，此时温度控制模块不对温度做出调整；若温度传感器监测到工作区域温度为26摄氏度，将工作区域温度26摄氏度发送至温度控制器后，温度控制器计算得到工作区域温度与预设温度差值的绝对值为4摄氏度，由于4摄氏度大于预设阈值2摄氏度，此时温度控制模块中的降温器工作，控制工作区域温度下降至预设温度。
本实施例中温度补偿装置包括温度传感模块和温度控制模块，所述温度传感模块用于监测所述激光装置的工作区域温度，并将所述工作区域温度发送至温度控制模块；所述温度控制模块用于根据所述工作区域温度和预设温度控制所述激光装置的工作区域升温或者降温，通过监测并调整激光装置工作区域的温度，解决了现有技术中因温度影响导致激光装置工作功率不稳定的技术问题，提高了基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统的稳定性。
参照图3，图3为本发明基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统第三实施例的结构框图，基于上述实施例，在本实施例中，所述检测装置40包括测量模块401、校准模块402和参考模块403；其中，
所述测量模块包括测量气室单元4011、测量光电转换单元4012和测量差分单元4013；
所述测量气室单元4011用于采集待测气体。
需要说明的是，待测气体是待检测一氧化碳浓度的区域的气体，测量气室单元是用于采集并存储待测气体的具有一定空间的单元，在检测一氧化碳浓度时，测量气室单元采集待测区域的待测气体，检测完成后，测量气室单元释放采集的气体。
所述测量光电转换单元4012用于将穿过所述待测气体前的测量激光转换为第一测量电信号，将穿过待测气体后的测量激光转换为第二测量电信号。
需要说明的是，测量光电转换单元是可以将光转换为电信号的单元，受一氧化碳气体特定吸收峰的影响，在激光穿过一氧化碳气体后，激光的光强会产生衰减。
可以理解的是，在测量激光穿过待测气体前，测量激光未穿过一氧化碳气体，此时光强未产生衰减，测量光电转换单元将未穿过测量气体的测量激光转换为第一测量电信号；在测量激光穿过待测气体后，由于测量激光受一氧化碳特定吸收峰的影响，此时光强衰减，测量光电转换单元将穿过测量气体的测量激光转换为第二测量电信号，所述第一测量电信号和所述第二测量电信号均为电流信号。
所述测量差分单元4013用于根据所述第一测量电信号和所述第二测量电信号生成测量电信号。
可以理解的是，第一测量电信号和第二测量电信号是电流信号，由于待测激光穿过待测气体时光强衰减，造成两个电流信号的电流值之间存在电流差，测量差分单元接收第一测量电信号和第二测量电信号后，求差可得到衰减前和衰减后测量激光对应的测量电流差值，测量电流差值可以反映待测气体中的一氧化碳浓度。
所述校准模块402包括校准气室单元4021、校准光电转换单元4022和校准差分单元4023；
所述校准气室单元4021用于密封标准气体。
需要说明的是，标准气体是在标准大气压和设定温度下测得的浓度已知的一氧化碳气体，可在实验室中预先测得。
可以理解的是，标准气室单元是用于存储标准气体的，具有一定空间的单元。
所述校准光电转换单元4022用于将穿过所述校准气体前的校准激光转换为第一校准电信号，将穿过校准气体后的校准激光转换为第二校准电信号；
可以理解的是，在校准激光穿过标准气体前，校准激光未穿过一氧化碳气体，此时光强未产生衰减，校准光电转换单元将未穿过校准气体的校准激光转换为第一校准电信号；在校准激光穿过校准气体后，由于校准激光受一氧化碳特定吸收峰的影响，此时光强衰减，校准光电转换单元将穿过校准气体的校准激光转换为第二校准电信号，所述第一校准电信号和所述第二校准电信号均为电流信号。
所述校准差分单元4023用于根据所述第一校准电信号和所述第二校准电信号生成校准电信号。
可以理解的是，校准差分单元接收第一校准电信号和第二校准电信号，并可得到两个校准电信号之间的校准电流差值，该校准电流差值可以反映标准气体的一氧化碳浓度，标准气体的一氧化碳浓度为已知值。
所述参考模块403包括参考光电转换单元4031和参考差分单元4032；
所述参考光电转换单元4031用于将穿过待测区域前的参考激光转换为第一参考电信号，将穿过待测区域后的参考激光转换为第二参考电信号。
可以理解的是，参考激光直接穿过待测区域，在参考激光穿过待测区域前，参考激光未衰减，参考光电转换单元将参考激光转换未第一参考电信号；在参考激光穿过待测区域后，参考激光衰减，参考光电转换单元将衰减后的参考激光转换为第二参考电信号。
所述参考差分单元4032用于根据所述第一参考电信号和所述第二参考电信号生成参考电信号。
可以理解的是，参考差分单元接收第一参考电信号和第二参考电信号，并可得到两个校准电信号之间的参考电流差值，该参考电流差值可以反映待测区域的一氧化碳浓度。
本实施例中检测装置包括测量模块、校准模块和参考模块，通过测量模块生成测量电信号，通过校准模块生成校准电信号，通过参考模块生成参考电信号，解决了现有技术中在检测一氧化碳浓度时，使用单一的测量电信号而引起的一氧化碳浓度检测不准确的技术问题，提高了一氧化碳浓度检测的准确性。
参考图4，图4为本发明基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统第四实施例的结构框图。
基于上述实施例，在本实施例中，所述系统还包括压控装置60；
所述压控装置60用于将所述测量气室单元4011的气压调节至预设压强。
可以理解的是，压控装置是用于调节压力的装置，可以通过调节测量气室单元的气室体积的大小达到调节压强的目的，还可以通过向气室中注入惰性气体达到调节压强的目的。
进一步地，为了及时展示待测区域一氧化碳浓度值，所述系统还包括显示装置70；
所述显示装置70用于接收所述待测区域一氧化碳浓度，并对所述待测区域一氧化碳浓度值进行展示。
进一步地，为了在待测区域一氧化碳浓度值超出危险值时，及时提醒相关人员采取措施，所述系统还包括报警装置80；
所述报警装置80用于在待测区域一氧化碳浓度大于或等于预设浓度阈值时，发出报警提示。
应理解的是，预设浓度阈值为安全的一氧化碳浓度值，可以根据不同的使用场景预先设置，在待测区域一氧化碳浓度大于或等于该弄固定值时，报警装置发出报警提示。
可以理解的是，为了进一步保证待测区域一氧化碳浓度为安全浓度，在检测待测区域一氧化碳时，可得到测量一氧化碳浓度和参考一氧化碳浓度，若两者的浓度差值大于预设阈值，但此时测量一氧化碳浓度或参考一氧化碳浓度中的一个大于或等于预设浓度阈值，此时八景装置发出报警提示。
可以理解的是，报警装置发出的报警提示，所述报警提示包括：声音提示、灯光提示或其它提示方式，可以是其中的一种，也可以是其中多种提示方式的结合。
本实施例中基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统还包括压控装置、显示装置和报警装置，本实施例通过压控装置调节测量气室单元的压强，通过显示装置实时展示待测区域的一氧化碳浓度，并在一氧化碳浓度大于或等于预设阈值时通过报警装置发出报警提示，排除了压强对于测量结果干扰，实现了对待测区域一氧化碳浓度的监控及安全预警。
参考图5，图5为本发明基于2327nm激光器的一氧化碳检测方法一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述基于2327nm激光器的一氧化碳检测方法包括以下步骤：
步骤S10：温度补偿装置对激光装置的工作区域进行温度补偿；
步骤S20：激光装置在温度补偿完成时，将生成的激光传输至激光分光装置；
步骤S30：激光分光装置将接收到的激光分为测量激光、校准激光和参考激光；
步骤S40：检测装置根据所述测量激光生成测量电信号，根据所述校准激光生成校准电信号，根据所述参考激光生成参考电信号；
步骤S50：数据处理装置根据所述测量电信号、所述校准电信号和所述参考电信号确定待测区域的一氧化碳浓度。
进一步地，为了保证激光装置处于稳定的工作状态，所述步骤S20包括：温度补偿装置监测激光装置的工作区域温度；温度补偿装置根据所述工作区域温度和预设温度控制激光装置的工作区域升温或者降温。
进一步地，为了提高一氧化碳浓度检测的准确度，所述步骤S40包括：检测装置采集待测气体；检测装置将穿过所述待测气体前的测量激光转换为第一测量电信号，将穿过所述待测气体后的测量激光转换为第二测量电信号；检测装置根据所述第一测量电信号和所述第二测量电信号生成测量电信号；检测装置密封标准气体；检测装置将穿过所述校准气体前的校准激光转换为第一校准电信号，将穿过所述校准气体后的校准激光转换为第二校准电信号；检测装置根据所述第一校准电信号和所述第二校准电信号生成校准电信号；检测装置将穿过待测区域前的参考激光转换为第一参考电信号，将穿过待测区域后的参考激光转换为第二参考电信号；检测装置根据所述第一参考电信号和所述第二参考电信号生成参考电信号。
本实施例提出一种基于2327nm激光器的一氧化碳检测方法，该方法包括：温度补偿装置对激光装置的工作区域进行温度补偿；激光装置在温度补偿完成时，将生成的激光传输至激光分光装置；激光分光装置将接收到的激光分为测量激光、校准激光和参考激光；检测装置根据所述测量激光生成测量电信号，根据所述校准激光生成校准电信号，根据所述参考激光生成参考电信号；数据处理装置根据所述测量电信号、所述校准电信号和所述参考电信号确定待测区域的一氧化碳浓度。由于本实施例是通过对激光装置工作区域的温度进行调整，使得激光装置处于稳定的工作状态，通过测量电信号、校准电信号和参考电信号确定待测区域的一氧化碳浓度，解决了现有技术中直接通过激光检测一氧化碳浓度时，由于温度和检测方式单一导致检测结果不准确的技术问题，提高了一氧化碳浓度检测的准确度。
本发明基于2327nm激光器的一氧化碳检测方法的其他实施例或具体实现方式可参照上述各系统实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于2327nm激光器的一氧化碳检测系统，其特征在于，包括：激光装置、温度补偿装置、激光分光装置、检测装置和数据处理装置；其中，
所述温度补偿装置用于对所述激光装置的工作区域进行温度补偿；
所述激光装置用于在温度补偿完成时，将生成的激光传输至激光分光装置；
所述激光分光装置用于将接收到的激光分为测量激光、校准激光和参考激光；
所述检测装置用于根据所述测量激光生成测量电信号，根据所述校准激光生成校准电信号，根据所述参考激光生成参考电信号；
所述数据处理装置用于根据所述测量电信号、所述校准电信号和所述参考电信号确定待测区域的一氧化碳浓度。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温度补偿装置包括温度传感模块和温度控制模块；其中，
所述温度传感模块用于监测所述激光装置的工作区域温度，并将所述工作区域温度发送至温度控制模块；
所述温度控制模块用于根据所述工作区域温度和预设温度控制所述激光装置的工作区域升温或者降温。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测装置包括测量模块、校准模块和参考模块；其中，
所述测量模块包括测量气室单元、测量光电转换单元和测量差分单元；
所述测量气室单元用于采集待测气体；
所述测量光电转换单元用于将穿过所述待测气体前的测量激光转换为第一测量电信号，将穿过待测气体后的测量激光转换为第二测量电信号；
所述测量差分单元用于根据所述第一测量电信号和所述第二测量电信号生成测量电信号；
所述校准模块包括校准气室单元、校准光电转换单元、校准差分单元；
所述校准气室单元用于密封标准气体；
所述校准光电转换单元用于将穿过所述校准气体前的校准激光转换为第一校准电信号，将穿过校准气体后的校准激光转换为第二校准电信号；
所述校准差分单元用于根据所述第一校准电信号和所述第二校准电信号生成校准电信号；
所述参考模块包括参考光电转换单元和参考差分单元；
所述参考光电转换单元用于将穿过待测区域前的参考激光转换为第一参考电信号，将穿过待测区域后的参考激光转换为第二参考电信号；
所述参考差分单元用于根据所述第一参考电信号和所述第二参考电信号生成参考电信号。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括压控装置；
所述压控装置用于将所述测量气室单元的气压调节至预设压强。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述数据处理装置包括确定模块和比对模块；其中，
所述确定模块用于根据所述校准电信号和所述测量电信号确定测量一氧化碳浓度；
所述确定模块还用于根据所述校准电信号和所述参考电信号确定参考一氧化碳浓度；
所述比对模块用于获取参考一氧化碳浓度和测量一氧化碳浓度的浓度差值，并在所述浓度差值小于预设阈值时，将所述测量一氧化碳浓度作为待测区域一氧化碳浓度。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括显示装置；
所述显示装置用于接收所述待测区域一氧化碳浓度，并对所述待测区域一氧化碳浓度值进行展示。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括报警装置；
所述报警装置用于在待测区域一氧化碳浓度大于或等于预设浓度阈值时，发出报警提示。
8.一种基于权利要求1至7任一项所述的系统的一氧化碳检测方法，其特征在于，所述方法包括：
温度补偿装置对激光装置的工作区域进行温度补偿；
激光装置在温度补偿完成时，将生成的激光传输至激光分光装置；
激光分光装置将接收到的激光分为测量激光、校准激光和参考激光；
检测装置根据所述测量激光生成测量电信号，根据所述校准激光生成校准电信号，根据所述参考激光生成参考电信号；
数据处理装置根据所述测量电信号、所述校准电信号和所述参考电信号确定待测区域的一氧化碳浓度。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述温度补偿装置对激光装置的工作区域进行温度补偿，包括：
温度补偿装置监测激光装置的工作区域温度；
温度补偿装置根据所述工作区域温度和预设温度控制激光装置的工作区域升温或者降温。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述检测装置根据所述测量激光生成测量电信号，根据所述校准激光生成校准电信号，根据所述参考激光生成参考电信号，包括：
检测装置采集待测气体；
检测装置将穿过所述待测气体前的测量激光转换为第一测量电信号，将穿过所述待测气体后的测量激光转换为第二测量电信号；
检测装置根据所述第一测量电信号和所述第二测量电信号生成测量电信号；
检测装置密封标准气体；
检测装置将穿过所述校准气体前的校准激光转换为第一校准电信号，将穿过所述校准气体后的校准激光转换为第二校准电信号；
检测装置根据所述第一校准电信号和所述第二校准电信号生成校准电信号；
检测装置将穿过待测区域前的参考激光转换为第一参考电信号，将穿过待测区域后的参考激光转换为第二参考电信号；
检测装置根据所述第一参考电信号和所述第二参考电信号生成参考电信号。
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