CN207439928U - 室内甲醛气体检测装置 - Google Patents
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Abstract
室内甲醛气体检测装置，尤其是一种利用红外吸收光谱检测系统获得的甲醛吸收光谱强度的室内甲醛气体检测装置。本实用新型包括红外光学系统、斩波器、红外单元探测器、锁相放大器以及计算机，红外光学系统焦面前端，红外单元探测器设置在红外光学系统焦面上，斩波器设置在红外光学系统与红外单元探测器之间，锁相放大器与红外单元探测器连接，斩波器和锁相放大器均与计算机连接，红外光学系统由红外窗口、第一透镜、第二透镜和第三透镜组成。本实用新型利用红外光源发出的光的波长与待检气体吸收波长相等或相近时，该波长的光通过待检气体时就会发生强烈吸收现象，以检测甲醛气体的浓度。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体检测，尤其是一种利用红外吸收光谱检测系统获得的甲醛吸收光谱强度，得到室内空气中甲醛气体含量的室内甲醛气体检测装置。
背景技术
随着生活水平的日益提高，人们对于工作、生活环境的要求越来越高，家庭装修用的大部分材料能够直接或间接释放有害气体,造成室内环境污染,严重影响人体健康。甲醛是室内环境污染的主要污染物,室内甲醛主要来源于以树脂为粘合剂的木制人造板，释放途径有木材及制板原料自身散发出的甲醛，粘合剂未参与反应的游离状甲醛，热压时因缩聚和固化释放的甲醛以及使用过程中大分子降解所释放的甲醛。甲醛由于具有刺激、致敏等作用，与其它室内有机污染物相比，对人体健康的影响最为突出，国家标准规定室内空气中甲醛含量不得大于0.08mg/m3,甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质,是潜在的强致突变物之一,具有强烈的致癌和促癌作用。
甲醛气体的检测方法有很多，目前较普遍的检测手段是将监测现场采集的气体带回实验室处理，通过大型专业仪器分析测试，该方法测试周期长，检测费用高，无法满足实时检测要求。甲醛试纸检测法造作简单，检测周期短，费用低，但主要依赖于人眼，通过目视比色法进行判断，灵敏度较低，受温度变化的影响较大，测量误差大。
发明内容
本实用新型所要解决的就是现有甲醛测试困难，大型仪器测试费用高，不能实时检测，试纸检测不准确的问题，提供一种测量精度高、操作简单、携带方便、能够实现现场实时检测需要的室内甲醛气体检测装置。
本实用新型的室内甲醛气体检测装置，其特征在于该检测装置包括红外光学系统、斩波器、红外单元探测器、锁相放大器以及计算机，红外光学系统焦面前端，红外单元探测器设置在红外光学系统焦面上，斩波器设置在红外光学系统与红外单元探测器之间，锁相放大器与红外单元探测器连接，斩波器和锁相放大器均与计算机连接，红外光学系统由红外窗口、第一透镜、第二透镜和第三透镜组成，红外窗口、第一透镜、第二透镜以及第三透镜沿光轴从物方到像方顺序排列。
斩波器用于将红外光源发出的连续红外光调制成为具有固定频率的红外光，红外单元探测器接收经过斩波器调制的红外光，并由低噪声放大电路将调制红外光信号转换为交变的电压信号，锁相放大器用于接收红外单元探测器输入的交变的电压信号，锁相放大器将斩波器等参考源的参考信号通过锁相环进行相位锁定，进而将红外单元探测器输出的微弱信号通过数字互相关算法检测出与参考信号频率相同的交变电压信号的幅值和相位，并传输给计算机，计算机对采集信号进行处理，并与无有害气体的标准电压信号比较，得到红外辐射在有害气体的特征吸收峰处的透过率值，在已标定的数据库中查找该透过率值对应的数值，得到室内空气中甲醛气体含量。
所述的红外窗口为采用硅材料制作的平面镜，表面镀制窄带滤光膜，窄带滤光膜的中心透射波长与甲醛气体的特征吸收峰一致。
所述的第一透镜为具有正光焦度的弯月形状，凸面朝向物方，第二透镜为具有负光焦度的弯月形状，凸面朝向物方，第二透镜的第二面引入了非球面；第三透镜具有正光焦度，凸面朝向像方。
所述的第一透镜焦距为36.49mm，第二透镜焦距为-62.31mm，第三透镜焦距为17.81mm。
红外光学系统的三片透镜，由硅、锗及硫系玻璃IG5三种材料构成，引入了两个非球面，可以很好的实现校正像差及消热差的目的，系统可以在-40℃～60℃温度范围内获得良好、稳定的成像质量，能满足工作环境温度变化大的要求，同时结构简单，体积小，重量轻，可靠性高，提高了系统的测量精度。
本实用新型的室内甲醛气体检测装置，有精度高、稳定性好、响应速度快、体积小等特点，利用红外光源发出的光的波长与待检气体吸收波长相等或相近时，该波长的光通过待检气体时就会发生强烈吸收现象，且其吸收强度与该气体的浓度有关，当无甲醛气体时，在甲醛气体特征吸收峰处的归一化透过率为100%，当存在甲醛气体时，在甲醛气体特征吸收峰处的归一化透过率小于100%，通过检测红外光波在甲醛气体在特征吸收峰处光强的变化就可以检测甲醛气体的浓度。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
其中，红外光学系统1，斩波器2，红外单元探测器3，锁相放大器4，计算机5，红外窗口6，第一透镜7，第二透镜8，第三透镜9。
具体实施方式
实施例1：一种室内甲醛气体检测装置，包括红外光学系统1、斩波器2、红外单元探测器33、锁相放大器4以及计算机5，红外光学系统1焦面前端，红外单元探测器3设置在红外光学系统1焦面上，斩波器2设置在红外光学系统1与红外单元探测器3之间，锁相放大器4与红外单元探测器3连接，斩波器2和锁相放大器4均与计算机5连接，红外光学系统1由红外窗口6、第一透镜7、第二透镜8和第三透镜9组成，红外窗口6、第一透镜7、第二透镜8以及第三透镜9沿光轴从物方到像方顺序排列。
斩波器2用于将红外光源发出的连续红外光调制成为具有固定频率的红外光，红外单元探测器3接收经过斩波器2调制的红外光，并由低噪声放大电路将调制红外光信号转换为交变的电压信号，锁相放大器4用于接收红外单元探测器3输入的交变的电压信号，锁相放大器4将斩波器2等参考源的参考信号通过锁相环进行相位锁定，进而将红外单元探测器3输出的微弱信号通过数字互相关算法检测出与参考信号频率相同的交变电压信号的幅值和相位，并传输给计算机5，计算机5对采集信号进行处理，并与无有害气体的标准电压信号比较，得到红外辐射在有害气体的特征吸收峰处的透过率值，在已标定的数据库中查找该透过率值对应的数值，得到室内空气中甲醛气体含量。
红外窗口6为采用硅材料制作的平面镜，表面镀制窄带滤光膜，窄带滤光膜的中心透射波长与甲醛气体的特征吸收峰一致。
第一透镜7为具有正光焦度的弯月形状，凸面朝向物方，焦距为36.49mm，第二透镜8为具有负光焦度的弯月形状，凸面朝向物方，焦距为-62.31mm，第二透镜8的第二面引入了非球面；第三透镜9具有正光焦度，凸面朝向像方，焦距为17.81mm。
红外光学系统1的三片透镜，由硅、锗及硫系玻璃IG5三种材料构成，引入了两个非球面，可以很好的实现校正像差及消热差的目的，系统可以在-40℃～60℃温度范围内获得良好、稳定的成像质量，能满足工作环境温度变化大的要求，同时结构简单，体积小，重量轻，可靠性高，提高了系统的测量精度。
Claims (4)
1.一种室内甲醛气体检测装置，其特征在于该检测装置包括红外光学系统（1）、斩波器（2）、红外单元探测器（3）、锁相放大器（4）以及计算机（5），红外光学系统（1）焦面前端，红外单元探测器（3）设置在红外光学系统（1）焦面上，斩波器（2）设置在红外光学系统（1）与红外单元探测器（3）之间，锁相放大器（4）与红外单元探测器（3）连接，斩波器（2）和锁相放大器（4）均与计算机（5）连接，红外光学系统（1）由红外窗口（6）、第一透镜（7）、第二透镜（8）和第三透镜（9）组成，红外窗口（6）、第一透镜（7）、第二透镜（8）以及第三透镜（9）沿光轴从物方到像方顺序排列。
2.如权利要求1所述的室内甲醛气体检测装置，其特征在于所述的红外窗口（6）为采用硅材料制作的平面镜，表面镀制窄带滤光膜，窄带滤光膜的中心透射波长与甲醛气体的特征吸收峰一致。
3.如权利要求1所述的室内甲醛气体检测装置，其特征在于所述的第一透镜（7）为具有正光焦度的弯月形状，凸面朝向物方，第二透镜（8）为具有负光焦度的弯月形状，凸面朝向物方，第二透镜（8）的第二面引入了非球面；第三透镜（9）具有正光焦度，凸面朝向像方。
4.如权利要求1所述的室内甲醛气体检测装置，其特征在于所述的第一透镜（7）焦距为36.49mm，第二透镜（8）焦距为-62.31mm，第三透镜（9）焦距为17.81mm。
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| CN207439928U true CN207439928U (zh) | 2018-06-01 |
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| CN (1) | CN207439928U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111077099A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-28 | 首都师范大学 | 一种基于红外吸收光谱的甲醛浓度检测方法及装置 |
| CN111396762A (zh) * | 2020-04-25 | 2020-07-10 | 复旦大学 | 消像差非球面三透镜手术led头灯 |
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2017
- 2017-11-27 CN CN201721605747.5U patent/CN207439928U/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN111077099A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-28 | 首都师范大学 | 一种基于红外吸收光谱的甲醛浓度检测方法及装置 |
| CN111396762A (zh) * | 2020-04-25 | 2020-07-10 | 复旦大学 | 消像差非球面三透镜手术led头灯 |
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