CN203178179U - 一种具有自动线性校正功能的激光气体检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有自动线性校正功能的激光气体检测装置，属于矿井气体浓度测量技术领域；该装置包括激光器、测量气室、光纤、光电探测器Ⅰ、检测电路Ⅰ、核心处理器、显示模块和通信模块；还包括参考气室、光纤分路器、光电探测器Ⅱ和检测电路Ⅱ；激光器产生的检测光束经过光纤分路器后被分成两路光束，一路光束进入测量气室，一路光束进入参考气室，两路光信号经过光电转换以及检测处理后进入核心处理器，核心处理器根据检测信号得到气体浓度值，同时，实现自动校正功能；本装置不仅能够实现对矿井中的气体浓度进行精确测定，同时还能实现装置线性漂移的自动校正，既保证了装置的稳定性，又延长了人工校正周期，减少了人为下井校正次数。
Description
技术领域
本实用新型属于矿井气体浓度测量技术领域，涉及一种具有自动线性校正功能的激光气体检测装置。
背景技术
目前，国内外用于煤矿井下气体浓度检测的方法主要有载体催化、热导、光干涉、红外检测等几种方法。采用载体催化的方法进行气体浓度检测存在硫化物中毒的可能，且检测范围窄、调校周期短；采用热导原理来检测气体浓度存在测量精度不高、受环境温度影响较大，不易补偿等缺点；光干涉仪利用光的干涉现象来测量矿井内的气体浓度，由于干涉系统的设计复杂，造价高昂，不易实现小型化，且易受氧气、二氧化碳、温度、气压等因素的影响产生测量误差等；非色散红外光谱技术(NDIR)技术是目前一种比较先进的气体分析技术，具有快速、准确、稳定性好的特点。
目前，在对煤矿矿井气体浓度进行检测过程中，激光气体检测方法得到了广泛应用，激光气体检测方法的基本原理与红外气体检测原理是一致的，但与红外气体检测原理相比较，测量精度和准确度更高，且具有检测快速、稳定性好的特点；激光气体检测方法采用波长调制光谱技术（WMS）来实现矿井内气体浓度的检测，该技术通过检测气体光学吸收对入射光波长变化的非线性影响来确定气体浓度，采用可调谐激光器作为检测光源，该方法可以实现煤矿井下CH4、CO2、CO等多种特征气体的检测，且不易受环境湿度的干扰；另外采用光路分离技术，还可以实现多光路分路检测。
在目前采用的激光气体检测方法和检测装置中，激光气体检测装置都是安装在环境复杂的矿井内，检测装置容易受到各种环境因素的影响而导致其性能发生改变，造成测量不准等现象的发生，这就需要矿井工作人员不定期的进入到现场进行设备维护和检修，这不仅增加了工作人员的工作量，同时容易产生一定的安全隐患。
因此，目前急需一种能够实现矿井中激光气体检测装置的自动校正装置，以便保证气体测量装置的可靠性和稳定性。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有自动线性校正功能的激光气体检测装置，该装置在完成对矿井内某种气体浓度进行检测的同时实现自校正功能。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种具有自动线性校正功能的激光气体检测装置，包括激光器、装有待测浓度气体的测量气室、光纤、光电探测器Ⅰ、检测电路Ⅰ、核心处理器、显示模块和通信模块；还包括装有已知浓度气体的参考气室、光纤分路器、光电探测器Ⅱ和检测电路Ⅱ；激光器产生的检测光束经过光纤分路器后被分成两路光束，一路光束进入测量气室，一路光束进入参考气室，从测量气室出来的光信号经过光电探测器Ⅰ转换为电信号，该电信号经过检测电路Ⅰ检测后进入核心处理器，核心处理器根据该检测信号得到待测气体浓度并将其通过显示模块和通信模块进行显示和发送；从参考气室出来的光信号经过光电探测器Ⅱ转换为电信号，该电信号经过检测电路Ⅱ检测后进入核心处理器，核心处理器根据该检测信号得到的气体浓度值和已知的气体浓度值来进行对比分析。
进一步，所述光纤分路器为多路分路器，用于将激光器产生的检测光束分成两路以上的光束。
进一步，所述激光器采用波长可调谐的激光器。
进一步，所述核心处理器采用MCU。
进一步，所述通信模块为无线通信模块。
进一步，所述激光气体检测装置还包括声光报警模块。
本实用新型的有益效果在于：本检测装置不仅能够实现对矿井中的气体浓度进行精确测定，同时还能实现检测过程的自动校正，既能保证检测过程和检测装置的稳定性，又不需要工作人员经常地进行手动维护，延长了人工校正周期，减少了人为下井校正次数，减少了安全隐患。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
图1为本实用新型的结构示意图，该激光气体检测装置包括激光器、装有待测浓度气体的测量气室、光纤、光电探测器Ⅰ、检测电路Ⅰ、核心处理器、显示模块和通信模块；还包括装有已知浓度气体的参考气室、光纤分路器、光电探测器Ⅱ和检测电路Ⅱ；在本实施例中，激光器采用DFB激光器，核心处理器采用MCU，通信模块为无线通信模块；激光器产生的检测光束经过光纤分路器后被分成两路光束，一路光束进入测量气室，一路光束进入参考气室，从测量气室出来的光信号经过光电探测器Ⅰ转换为电信号，该电信号经过检测电路Ⅰ检测后进入核心处理器，核心处理器根据该检测信号得到待测气体浓度并将其通过显示模块和通信模块进行显示和发送；从参考气室出来的光信号经过光电探测器Ⅱ转换为电信号，该电信号经过检测电路Ⅱ检测后进入核心处理器，核心处理器根据该检测信号得到的气体浓度值和已知的气体浓度值来进行对比分析，并由此来判断检测装置是否发生线性漂移，若得到的参考气室中的检测浓度与预先已知的浓度不一致，则表明装置发生了线性漂移，此时，核心处理器MCU将会启动校正算法对装置进行自动校正，由此保证检测装置的稳定性。
作为本实施例的一种改进，光纤分路器采用多路分路器，用于将激光器产生的检测光束分成两路以上的光束。检测光束被分成多路光束，将其中的两路分别送入测量气室和参考气室，其他的光路作为后期的参考气室或测量气室的扩展备用。
作为本实施例的进一步改进，本检测装置还包括声光报警模块，当检测到的气体浓度值达到设定的阀值时，进行声光报警。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种具有自动线性校正功能的激光气体检测装置，包括激光器、装有待测浓度气体的测量气室、光纤、光电探测器Ⅰ、检测电路Ⅰ、核心处理器、显示模块和通信模块；
其特征在于：还包括装有已知浓度气体的参考气室、光纤分路器、光电探测器Ⅱ和检测电路Ⅱ；激光器产生的检测光束经过光纤分路器后被分成两路光束，一路光束进入测量气室，一路光束进入参考气室，从测量气室出来的光信号经过光电探测器Ⅰ转换为电信号，该电信号经过检测电路Ⅰ检测后进入核心处理器，核心处理器根据该检测信号得到待测气体浓度并将其通过显示模块和通信模块进行显示和发送；从参考气室出来的光信号经过光电探测器Ⅱ转换为电信号，该电信号经过检测电路Ⅱ检测后进入核心处理器，核心处理器根据该检测信号得到的气体浓度值和已知的气体浓度值来进行对比分析。
2.根据权利要求1所述的具有自动线性校正功能的激光气体检测装置，其特征在于：所述光纤分路器为多路分路器，用于将激光器产生的检测光束分成两路以上的光束。
3.根据权利要求1所述的具有自动线性校正功能的激光气体检测装置，其特征在于：所述激光器采用波长可调谐的激光器。
4.根据权利要求1所述的具有自动线性校正功能的激光气体检测装置，其特征在于：所述核心处理器采用MCU。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的具有自动线性校正功能的激光气体检测装置，其特征在于：所述通信模块为无线通信模块。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的具有自动线性校正功能的激光气体检测装置，其特征在于：所述激光气体检测装置还包括声光报警模块。
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| CN103954588A (zh) * | 2014-05-15 | 2014-07-30 | 北京龙源欣盛科技有限公司 | 分布式tdlas气体检测系统及方法 |
| CN103969203A (zh) * | 2014-05-15 | 2014-08-06 | 北京龙源欣盛科技有限公司 | Tdlas气体检测系统的自校准方法 |
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