CN203337541U - 一种气体分析仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种气体分析仪，属于烟气监测分析技术领域；解决的技术问题是：提供一种能够连续监测多种气体浓度并且精度高、传输方式多样的气体分析仪；采用的技术方案是：CPU模块分别与激光器控制模块和显示屏模块相连，所述激光器控制模块与量子级联激光器模块相连控制量子级联激光器模块发射红外线波长，所述红外传感器模块接收量子级联激光器模块发射的红外线，红外传感器模块的信号输出端依次串接锁相放大器模块和模数转换模块后与上述CPU模块的信号输入端相连；本实用新型适用于烟气监测领域。
Description
技术领域
本实用新型一种气体分析仪，属于烟气监测分析技术领域，具体涉及一种能够持续高精度监测多种气体的气体分析仪。
背景技术
随着环境监控自动化迅速发展，运用高新技术对污染源进行实时监测，形成污染源连续监测系统，是环境监测行业的发展趋势，污染源连续监测系统是以国家相关法律、法律和环保行业标准为基础，集成环境监测设备、网络软硬件系统和环保应用软件的环境监测系统，与环保管理日常工作紧密结合，气体分析仪实时监测污染源排放的烟气浓度、完成功能设置及与上位机实时通讯的数字化仪表，为环境监测数据有效性审核、重大污染事故的风险防范和应急管理提供技术支撑，是污染源监控系统的重要组成部分。
为防止过程气体中的粉尘、水分的污染，传统在线气体分析仪器需要经过“采样—预处理—分析”三步过程，存在系统复杂、响应时间长、可靠性差、维护成本高、抗干扰性差等固有缺陷，无法完全满足工业过程实时控制的要求；单组分激光气体分析仪器取消了采样系统，但激光器波长范围窄（0.76～1.81μm），测量气体种类少，尤其是无法测量对大气污染贡献极大的 
、
等气体，并且单台市场价格较高，这些缺点都极大地限制其推广应用。
实用新型内容
本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是：提供一种能够连续监测多种气体浓度并且精度高、传输方式多样的气体分析仪。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种气体分析仪，包括：CPU模块、激光器控制模块、量子级联激光器模块、红外传感器模块、锁相放大器模块、模数转换模块和显示屏模块；
所述CPU模块分别与激光器控制模块和显示屏模块相连，所述激光器控制模块与量子级联激光器模块相连控制量子级联激光器模块发射红外线波长，激光器控制模块通过改变量子级联激光器模块的温度、电流和脉宽来调谐激光波长，使得在每一个脉冲内激光波长扫过的范围Dl内含有被测气体的吸收谱线；所述红外传感器模块接收量子级联激光器模块发射的红外线，红外传感器模块的信号输出端依次串接锁相放大器模块和模数转换模块后与上述CPU模块的信号输入端相连，所述锁相放大器模块用与被测信号有相同频率和相位关系的参考信号作为比较基准，对被测信号与参考信号同频，或者倍频、同相的噪声分量进行锁相放大和模数转换，并输入至CPU模块，实现了多种气体同时检测的目的。
所述CPU模块还连接有模拟量输出模块、串口模块和开关量输出模块，CPU模块通过上述模拟量输出模块、串口模块和开关量输出模块与上位机相连，实现与上位机之间的多种通讯传输方式。
所述量子级联激光器模块与红外传感器模块之间依次设置有双焦镜、三棱镜和聚焦镜，量子级联激光器模块发射的中红外光线，通过双焦镜成平行光束，经三棱镜折射到聚焦镜至红外传感器模块。
所述显示屏模块采用彩色液晶触摸屏，主要完成数据显示，参数设置，历史记录查询等功能。
所述模拟量输出模块输出4~20mA电流信号，提供给上位机检测气体浓度值对应的电流值。
所述串口模块包括有RS232转化模块和RS485转换模块，以及信号隔离模块和其他外围元件，实现气体分析仪与上位机的数据传输和实时控制功能。
所述开关量输出模块输出开关量给上位机，提供检测气体的高/低报警状态。
本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：本实用新型依靠量子级联激光器波长连续调谐和锁相放大器微弱信号检测技术，实现了多种气体同时检测的目的，通过模拟量输出模块、串口模块和开关量输出模块输出数据给上位机和控制相关设备，满足污染源连续监测系统的要求，是一种精度高、可靠性高的气体分析仪。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明：
图1是本实用新型的电路结构示意图；
图中：1为CPU模块、2为激光器控制模块、3为量子级联激光器模块、4为红外传感器模块、5为锁相放大器模块、6为模数转换模块、7为显示屏模块、8为模拟量输出模块、9为串口模块、10为开关量输出模块。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种气体分析仪，包括：CPU模块1、激光器控制模块2、量子级联激光器模块3、红外传感器模块4、锁相放大器模块5、模数转换模块6和显示屏模块7。
所述CPU模块1分别与激光器控制模块2和显示屏模块7相连，所述激光器控制模块2与量子级联激光器模块3相连控制量子级联激光器模块3发射红外线波长，激光器控制模块2通过改变量子级联激光器模块3的温度、电流和脉宽来调谐激光波长，使得在每一个脉冲内激光波长扫过的范围Dl内含有被测气体的吸收谱线；所述红外传感器模块4接收量子级联激光器模块3发射的红外线，红外传感器模块4的信号输出端依次串接锁相放大器模块5和模数转换模块6后与上述CPU模块1的信号输入端相连，所述红外传感器模块4将采集的红外线转换为微弱电信号，所述锁相放大器模块5用与被测信号有相同频率和相位关系的参考信号作为比较基准，对被测信号与参考信号同频，或者倍频、同相的噪声分量进行锁相放大和模数转换，并输入至CPU模块1，实现了多种气体同时检测的目的，CPU模块1对输入信号进行光谱分析后，将检测气体浓度值显示在显示屏模块7上。
所述量子级联激光器模块3与红外传感器模块4之间依次设置有双焦镜、三棱镜和聚焦镜，量子级联激光器模块3发射的中红外光线，通过双焦镜成平行光束，经三棱镜折射到聚焦镜至红外传感器模块4。
所述显示屏模块7采用彩色液晶触摸屏，主要完成数据显示，参数设置，历史记录查询等功能。
所述CPU模块1还连接有模拟量输出模块8、串口模块9和开关量输出模块10，所述模拟量输出模块8输出4~20mA电流信号，提供给上位机检测气体浓度值对应的电流值；所述串口模块9包括有RS232转化模块和RS485转换模块，以及信号隔离模块和其他外围元件，实现气体分析仪与上位机的数据传输和实时控制功能；所述开关量输出模块10输出开关量给上位机，提供检测气体的高/低报警状态。
本实用新型依靠量子级联激光器波长连续调谐和锁相放大器微弱信号检测技术，实现了多种气体同时检测的目的，通过模拟量输出模块8、串口模块9和开关量输出模块10输出数据给上位机和控制相关设备，满足污染源连续监测系统的要求，是一种精度高、可靠性高的气体分析仪。
上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种气体分析仪，其特征在于：包括：CPU模块（1）、激光器控制模块（2）、量子级联激光器模块（3）、红外传感器模块（4）、锁相放大器模块（5）、模数转换模块（6）和显示屏模块（7）；
所述CPU模块（1）分别与激光器控制模块（2）和显示屏模块（7）相连，所述激光器控制模块（2）与量子级联激光器模块（3）相连控制量子级联激光器模块（3）发射红外线波长，所述红外传感器模块（4）接收量子级联激光器模块（3）发射的红外线，红外传感器模块（4）的信号输出端依次串接锁相放大器模块（5）和模数转换模块（6）后与上述CPU模块（1）的信号输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种气体分析仪，其特征在于：所述CPU模块（1）还连接有模拟量输出模块（8）、串口模块（9）和开关量输出模块（10）。
3.根据权利要求2所述的一种气体分析仪，其特征在于：所述量子级联激光器模块（3）与红外传感器模块（4）之间依次设置有双焦镜、三棱镜和聚焦镜。
4.根据权利要求3所述的一种气体分析仪，其特征在于：所述显示屏模块（7）采用彩色液晶触摸屏。
5.根据权利要求3所述的一种气体分析仪，其特征在于：所述模拟量输出模块（8）输出4~20mA电流信号。
6.根据权利要求3所述的一种气体分析仪，其特征在于：所述串口模块（9）包括有RS232转化模块和RS485转换模块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013204582197U CN203337541U (zh) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 一种气体分析仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013204582197U CN203337541U (zh) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 一种气体分析仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203337541U true CN203337541U (zh) | 2013-12-11 |
Family
ID=49706210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013204582197U Expired - Lifetime CN203337541U (zh) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 一种气体分析仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203337541U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105203499A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-30 | 国家电网公司 | 一种sf6气体成分在线实时监测的装置及方法 |
| CN107478601A (zh) * | 2017-09-15 | 2017-12-15 | 江汉大学 | 基于波长调制光谱的气体浓度检测系统及检测方法 |
| CN110296957A (zh) * | 2018-03-22 | 2019-10-01 | 阿克塞特里斯股份公司 | 用于操作用于测量所测量气体中的气体组分浓度的光学测量系统的方法 |
-
2013
- 2013-07-30 CN CN2013204582197U patent/CN203337541U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105203499A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-30 | 国家电网公司 | 一种sf6气体成分在线实时监测的装置及方法 |
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| CN110296957A (zh) * | 2018-03-22 | 2019-10-01 | 阿克塞特里斯股份公司 | 用于操作用于测量所测量气体中的气体组分浓度的光学测量系统的方法 |
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Legal Events
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