[实用新型]一种基于TDLAS技术和图像分析的烟气浓度检测装置

说明书

本实用新型涉及烟气浓度检测领域。目的是提供一种基于TDLAS技术和图像分析的烟气检测装置，该装置可同时检测烟气中的气体浓度和粉尘浓度，降低检测成本，并能大大提高检测精度和检测效率。技术方案是：一种基于TDLAS技术和图像分析的烟气浓度检测装置，其特征在于：该装置包括光路模块、气路模块、积分球气室模块和信号处理模块；所述光路模块包括检测光源发射组件和检测光源接收组件；所述检测光源发射组件、积分球气室模块、检测光源接收组件和信号处理模块沿检测光源的光路传输方向依序布置；所述积分球气室模块包括大小和材质均相同的测量积分球和参考积分球；所述气路模块与测量积分球相连通。

技术领域

本实用新型涉及烟气浓度检测领域，具体是一种基于TDLAS技术和图像分析的烟气浓度检测装置。

背景技术

烟气是粉尘和气体的混合物，在工业生产中实时在线检测烟气浓度对于环境监测以及工业发展等都具有重要的意义。目前已有的研究对于单独检测粉尘或气体较多，但对于用一种装置同时检测粉尘和气体的研究相对较少。

粉尘浓度检测方法主要有称重法、光散射法、光透射法等。称重法由于其步骤繁琐且不能实时反应粉尘场所的浓度，因而只适合在实验室作为校准对比方法，无法满足实际生产中所需的快速检测要求。光散射法、光透射法都是基于朗伯比尔定律，根据散射光或者透射光的信息来反应粉尘浓度，光学法相比于称重法由于是非接触式测量，因而精度更高且稳定性、灵敏度更好，能满足实时在线快速检测的要求。

气体浓度的检测方法主要有电化学法、气相色谱法、光学法等。在众多方法中可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)以其高灵敏度、高检测速度、实时在线非接触检测等优点成为目前气体光学方法检测的主流方法之一。

应用光学法检测粉尘或气体浓度通常都包括一个长光程气体吸收池。传统的吸收池主要有怀特池和赫里奥特池。怀特池由三块曲率半径相同的凹面镜组成，光线进入测量气室后通过在三块反射镜内多次反射来增加光程。怀特池虽然运用广泛，但存在反射次数有限导致检测精度有限、价格昂贵等问题。赫里奥特池由两块球面镜组成，光线从入射光口进入后在两块球面镜中反射多次最终仍然从入射光口射出。赫里奥特池虽然也具有诸如结构简单的优势，但仍然存在光程有限的缺点，对低浓度的待测气体检测精度有限。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种基于TDLAS技术和图像分析的烟气检测装置，该装置可同时检测烟气中的气体浓度和粉尘浓度，降低检测成本，并能大大提高检测精度和检测效率。

本实用新型提供的技术方案是：

一种基于TDLAS技术和图像分析的烟气浓度检测装置，其特征在于：该装置包括光路模块、气路模块、积分球气室模块和信号处理模块；所述光路模块包括检测光源发射组件和检测光源接收组件；所述检测光源发射组件、积分球气室模块、检测光源接收组件和信号处理模块沿检测光源的光路传输方向依序布置；所述积分球气室模块包括大小和材质均相同的测量积分球和参考积分球；所述气路模块与测量积分球相连通；

所述测量积分球的左半球球面上开设有第一进光口；所述测量积分球的右半球球面上依次开设有第一出光口、第二出光口、第三出光口和第四出光口；所述测量积分球的上半球球面上开设有第一进气口、第二进气口、第三进气口和第四进气口；所述测量积分球的下半球球面上开设有第一出气口、第二出气口、第三出气口和第四出气口；所述测量积分球的外壁安装有温压传感器；所述测量积分球的内壁安装有位于第一出光口和第二出光口之间的第一挡板以及位于第三出光口和第四出光口之间的第二挡板；所述测量积分球上还开设有清洁气体进气口；所述第一进光口、第一出光口、第二出光口、第三出光口和第四出光口的中心均位于测量积分球过球心的竖直截面上；四个出气口与四个进气口关于测量积分球的球心呈中心对称布置；