CN205719960U - 一种油气浓度测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种油气浓度测量系统，包括红外光源、油气测量气室、油样抽取装置、加热装置、双通道探测器、AD转换电路、单片机以及后台监控中心；所述红外光源产生红外激光，并向所述油气测量气室投射红外激光，所述油样抽取装置设置于所述油气测量气室外部，并通过管道与油气测量气室连接，所述加热装置设置于所述油气测量气室内部，油气测量气室、双通道探测器、AD转换电路以及单片机依次连接，所述单片机还与后台监控中心，所述单片机还分别与所述油样抽取装置和所述加热装置连接。本实用新型能够对汽油、柴油、煤油、重油等挥发液体在近红外长波范围内的光谱测量，进而测量油气的浓度。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量领域，具体涉及一种油气浓度测量系统。
背景技术
近红外吸收光谱的原理建立于比尔-朗伯特定理之上，具体为：当测量光波穿过待测物质，物质特征光谱会吸收光波的能量，因而导致探测到的光功率发生变化。因此可运用N IAS吸收波长的不同判断物质的种类，并通过吸收量值的变化来判断物质的浓度。因此获得目标气体在近红外区域的吸收光谱特性，对于建立气体浓度传感具有重要意义。目前油气浓度在线监测已成为安全监控、环境预警的关键环节和技术基础，同时为安全评估提供数据支持和理论判据。传统的油气浓度在线监测技术主要有气相色谱法、气敏传感器法、傅里叶红外光谱法、光声光谱法，超声波法等但在实际使用中，这些方法存在取样复杂、交叉敏感、长期稳定性差、检测油气组分不够齐全、成本高等缺点。
实用新型内容
本实用新型提供了一种油气浓度测量系统，能够对汽油、柴油、煤油、重油等挥发液体在近红外长波范围内的光谱测量，进而测量油气的浓度，能够实时监测油气浓度。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
本实用新型提供了一种油气浓度测量系统，包括红外光源、油气测量气室、油样抽取装置、加热装置、双通道探测器、AD转换电路、单片机以及后台监控中心；
所述红外光源产生红外激光并投向所述油气测量气室，所述油样抽取装置通过管道与油气测量气室连接，向油气测量气室抽入待测油样，所述加热装置设置于所述油气测量气室内部，将油气测量气室中的待测油样加热成气体，所述双通道探测器接收穿过油气测量气室的红外激光信号，所述双通道探测器、所述AD转换电路以及单片机依次连接，所述单片机还与后台监控中心，所述单片机还分别与所述油样抽取装置和所述加热装置连接。
本新型的有益效果为：利用红外光源产生红外激光，让红外激光投射油气测量气室，油气测量气室中有挥发的待测油气，并采用双通道探测器接收穿过油气测量气室的红外激光信号，通过接收的红外激光信号大小与参考信号大小来确定待测油气的浓度值，本实用新型能够对汽油、柴油、煤油、重油等挥发液体在近红外长波范围内的光谱测量，进而测量油气的浓度，能够实时监测油气浓度。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以作如下改进。
进一步的，还包括光源TEC装置，所述光源TEC装置与所述红外光源连接。
所述进一步的有益效果为：光源ETC装置能够使红外光源发射的红外激光保持在稳定的温度范围内，避免红外光源温度过高损坏。
进一步的，所述红外光源为输出波长为2-5um的近红外光的发光器件。
进一步的，还包括吹扫装置，所述吹扫装置设置于所述油气测量气室内部，将油气测量气室内的气体油气吹扫均匀，所述吹扫装置与所述单片机连接。
所述进一步的有益效果为：利用吹扫装置使油气室内的油气均匀挥发，使得油气室内的油气更均匀。
进一步的，还包括滤波放大电路，所述滤波放大电路连接于所述双通道探测器和所述AD转换电路之间。
所述进一步的有益效果为：采用滤波放大电路对探测器探测的信号进行干扰信号的滤波，使得探测信号更准确。
进一步的，还包括电源电路和液晶显示模块，所述电源电路与所述液晶显示模块均与所述单片机连接。
所述进一步的有益效果为：将测量的油气浓度值显示于液晶显示模块上，使得工作人员可现场观察。
进一步的，在所述油气测量气室与所述双通道探测器之间靠近所述双通道探测器处设置石英玻璃片。
所述进一步的有益效果为：在双通道探测器前端设置石英玻璃片，可以使探测器避免被油性颗粒粘附而缩短寿命。
进一步的，所述双通道探测器为吸收波长为3.4um的双通道热释电探测器。
进一步的，所述单片机通过光纤或者无线GPRS与所述后台监控中心连接。
附图说明
图1为本实用新型实施例的一种油气浓度测量系统结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例、一种油气浓度测量系统。
参见图1，包括红外光源、油气测量气室、油样抽取装置、加热装置、双通道探测器、AD转换电路、单片机以及后台监控中心；所述红外光源产生红外激光，并向所述油气测量气室投射红外激光，所述油样抽取装置设置于所述油气测量气室外部，并通过管道与油气测量气室连接，所述加热装置设置于所述油气测量气室内部，所述双通道探测器设置于所述油气测量气室的外部，接收穿过油气测量气室的红外激光信号，所述双通道探测器、所述AD转换电路以及单片机依次连接，所述单片机还与后台监控中心，其中，单片机通过光纤或者无线GPRS与后台监控中心连接。所述单片机还分别与所述油样抽取装置和所述加热装置连接。其中，本实施例中的红外光源为输出波长为2-5um的近红外光的发光器件，双通道探测器为吸收波长为3.4um的双通道热释电探测器。
其中，还包括光源TEC(ThermoelectricCooler，半导体制冷器)装置，所述光源TEC装置与所述红外光源连接，光源ETC装置能够使红外光源发射的红外激光保持在稳定的温度范围内，避免红外光源温度过高损坏。油气测量气室内还设置有有吹扫装置，使用吹扫装置将油气室内的油气吹扫均匀，使得测量更准确，吹扫装置还与单片机连接。在本实施例中，单片机可控制油气抽取装置、加热装置以及吹扫装置，单片机可以控制油气抽取装置、加热装置以及吹扫装置工作的时间，以及可控制油气抽取装置的抽油量、加热装置的温度和吹扫装置的吹风力度。
在所述双通道探测器和所述AD转换电路之间还连接有滤波放大电路，采用滤波放大电路对探测器探测的信号进行干扰信号的滤波，使得探测信号更准确。与单片机还连接有电源电路和液晶显示模块，电源电路为单片机供电，液晶显示模块将单片机测量的油气浓度进行显示。在所述油气测量气室与所述双通道探测器之间靠近所述双通道探测器设置石英玻璃片，在双通道探测器前端设置石英玻璃片，可以使探测器避免被油性颗粒粘附而缩短寿命。
采用本实施例提供的油气浓度测量系统的工作原理为：油样抽取装置将待测的油注入油气测量气室，采用加热装置对注入油气测量气室内的油进行加热使之挥发，然后利用吹扫装置对加热后的油气进行吹扫，使得油气室内的油气均匀挥发，避免油气室内的油气挥发不均匀造成测量误差。红外光源发射红外激光穿过油气测量气室，双通道探测器的一个通道接收穿过油气测量气室后的红外信号，双通道探测器的另一个通道为参考红外信号。两路红外信号均经过滤波放大电路进行滤波放大后再进行AD转换后，进行单片机，单片机将两路红外信号的大小进行比较，根据已知的参考信号的对应的油气浓度，能够计算出待测油气浓度值，并在现场的液晶显示模块上进行显示，方便现场工作人员查看；另外，单片机还将测量的油气浓度测量值通过无线通信方式发给给远程的后台监控中心，比如，单片机通过GPRS将油气浓度测量值发送给后台监控中心。
本实用新型提供的一种油气浓度测量系统，能够对汽油、柴油、煤油、重油等挥发液体在近红外长波范围内的光谱测量，进而测量油气的浓度，能够实时监测油气浓度；为红外光源设置光源ETC装置，能够使红外光源发射的红外激光保持在稳定的温度范围内；利用吹扫装置使油气室内的油气均匀挥发，使得油气室内的油气更均匀；在双通道探测器前端设置石英玻璃片，可以使探测器避免被油性颗粒粘附而缩短寿命。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种油气浓度测量系统，其特征在于，包括红外光源、油气测量气室、油样抽取装置、加热装置、双通道探测器、AD转换电路、单片机以及后台监控中心；
所述红外光源产生红外激光并投向所述油气测量气室，所述油样抽取装置通过管道与油气测量气室连接，向油气测量气室抽入待测油样，所述加热装置设置于所述油气测量气室内部，将油气测量气室中的待测油样加热成气体，所述双通道探测器接收穿过油气测量气室的红外激光信号，所述双通道探测器、所述AD转换电路以及单片机依次连接，所述单片机还与后台监控中心，所述单片机还分别与所述油样抽取装置和所述加热装置连接。
2.如权利要求1所述的油气浓度测量系统，其特征在于，还包括光源TEC装置，所述光源TEC装置与所述红外光源连接。
3.如权利要求2所述的一种油气浓度测量系统，其特征在于，所述红外光源为输出波长为2-5um的近红外光的发光器件。
4.如权利要求1所述的油气浓度测量系统，其特征在于，还包括吹扫装置，所述吹扫装置设置于所述油气测量气室内部，将油气测量气室内的气体油气吹扫均匀，所述吹扫装置与所述单片机连接。
5.如权利要求4所述的一种油气浓度测量系统，其特征在于，还包括滤波放大电路，所述滤波放大电路连接于所述双通道探测器和所述AD转换电路之间。
6.如权利要求1所述的一种油气浓度测量系统，其特征在于，还包括电源电路和液晶显示模块，所述电源电路与所述液晶显示模块均与所述单片机连接。
7.如权利要求5所述的一种油气浓度测量系统，其特征在于，在所述油气测量气室与所述双通道探测器之间靠近所述双通道探测器处设置石英玻璃片。
8.如权利要求5所述的一种油气浓度测量系统，其特征在于，所述双通道探测器为吸收波长为3.4um的双通道热释电探测器。
9.如权利要求1所述的一种油气浓度测量系统，其特征在于，所述单片机通过光纤或者无线GPRS与所述后台监控中心连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN106525767A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-03-22 | 重庆大学 | 用于油气在线检测的微型近红外光谱分析系统 |
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