[发明专利]一种多功能激光气体及粉尘在线检测分析仪器

说明书

技术领域

本发明涉激光气体检测仪器和激光粉尘检测仪器领域，尤其是一种多功能激光气体及粉尘同步在线检测分析仪器。

背景技术

可调谐半导体激光吸收光谱技术有很多优点，这使其在气体检测领域得到了广泛的应用。其优点主要包括：检测速度快，灵敏度高，准确度高，可以原位测量，同时可以不需要加装预处理装置对气体进行过滤和净化，在恶劣工况下也能正常测量。但是激光吸收和激光散射的切换系统模块及其软件系统至今未见报道。目前在很多工业场合，气体分析和粉尘监测都是独立的仪器和独立工程系统，仪器成本、操作成本、维护成本等较高。气体测量和粉尘测量二合一，达到一机多用的目的，降低了设备成本和安装维护成本，同时也更方便用户查看和记录。

发明内容

本发明提供一种同时测量气体和粉尘的检测方法，采用本发明的方法可以实现一台设备同时在线测量气体和粉尘的浓度，达到提高效率、方便安装和维护、降低成本等目的。

本发明的硬件结构主要包括以下几部分：激光发射单元，激光接收单元，气体吸收信号处理模块，粉尘光散射信号处理模块，气体和粉尘检测的程控切换模块，光路调节和连接装置，吹扫气系统，电源系统，人机交互和对外接口系统，分析仪机箱。其中信号处理单元可以放置在激光发射单元机箱内部，也可以放置在激光接收单元机箱内部，也可以单独放置。

激光发射单元和激光接收单元采用原位式安装在被测管道两侧，激光从激光发射单元发出，穿透过被测气体和粉尘，到达激光接收单元，激光接收单元通过光电变换将光信号变成电信号，电信号再经过放大处理之后被送入信号处理单元，信号处理单元对信号进行处理之后就可以计算出气体和粉尘的浓度。

吹扫气系统的主要作用是保护隔离视窗和维持比较准确的测量光程，减少测量误差。

光路调节和连接装置的主要作用是对光路进行调节。

附图说明

附图是多功能激光气体及粉尘同步在线检测分析仪器。1.激光发射单元，2.透镜，3.吃扫气，4.待测气体/粉尘管道，5.激光接收单元，6.探测器，7.隔离窗，8.激光，9.光路调节器，10.激光器，11.信号处理单元。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明具体实施方式进行详细说明。

多功能激光气体及粉尘同步在线检测分析仪器具体包括激光发射单元，激光接收单元，激光器，光路调节装置，探测器，透镜，隔离窗，信号处理单元，吃扫气等模块。针对待测气体，首先找出待测气体的特定吸收波长。根据待测气体的特定吸收波长选择对应波长的可调谐半导体激光器。通过控制温度，可以把激光器的波长调节到待测气体的特定吸收波长处，之后再利用电流扫描来控制激光发射波长，使激光发射波长扫描通过待测气体的特定吸收波段，利用光电探测器收集这些穿过待测气体的光信号，再进行解调处理，就能检测出待测气体的浓度。由于控制激光波长扫描的频率可以达到100Hz左右，因此进行几轮扫描之后的时间能控制在0.1s之内，这时候就可以通过程控对扫描电流进行改变，进而改变激光的发射波长，这样就可以将激光发射的波长调谐到没有气体吸收的波段，然后进行粉尘测量。对粉尘进行测量的时间间隔同样控制在0.1s之内，之后再利用程控将扫描电流调谐到气体吸收波段进行气体检测，最终实现气体和粉尘的实时在线检测。

本发明有以下优点：

1、只用一台仪器就可以同时检测气体和粉尘两种不同的待测组分，节约了元器件成本。

2、只用一台仪器就可以同时检测气体和粉尘两种不同的待测组分，节约了设备成本。

3、可以减少设备安装和维护的成本。

4、方便用户进行检测和记录。