一種基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀，包括機(jī)體、處理器、TDLAS激光發(fā)生器、透鏡、光電轉(zhuǎn)換器、指示器；所述處理器和所述光電轉(zhuǎn)換器設(shè)于所述機(jī)體的內(nèi)部，所述TDLAS激光發(fā)生器的發(fā)射端、所述透鏡的接收端以及所述指示器均設(shè)于所述機(jī)體的外部；所述處理器與所述TDLAS激光發(fā)生器連接；所述光電轉(zhuǎn)換器設(shè)于與所述透鏡的接收端相反的另一端；所述處理器還與所述光電轉(zhuǎn)換器連接；所述處理器還與所述指示器連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)明確、操作簡(jiǎn)單；能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式的氣體檢測(cè)，并能夠在高溫、高輻射的環(huán)境中檢測(cè)；更重要的是其檢測(cè)反應(yīng)時(shí)間<1秒，檢測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)遙測(cè)，最大距離可達(dá)100米。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及有毒、有害、爆炸性氣體的檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體檢測(cè)儀，是一種氣體泄露濃度檢測(cè)的儀器儀表工具，主要是指便攜式氣體檢測(cè)儀。目前來(lái)看，傳統(tǒng)的便攜式氣體檢測(cè)儀，采用的是電化學(xué)、催化燃燒、PID、半導(dǎo)體的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體檢測(cè)的，而這種檢測(cè)技術(shù)都需要傳感器直接接觸被檢測(cè)的氣體，因此，當(dāng)檢測(cè)儀報(bào)警的時(shí)候，人員往往已經(jīng)處于危險(xiǎn)的環(huán)境中，而且，有些場(chǎng)合也不適于人員帶著氣體檢測(cè)儀進(jìn)入進(jìn)行直接檢測(cè)。此外，傳統(tǒng)的便攜式氣體檢測(cè)儀的檢測(cè)速度通常都在幾十秒，反應(yīng)緩慢。
[0003]分子的光譜吸收，是指當(dāng)分子吸收一定能力的光量子時(shí)，就會(huì)從較低能級(jí)基態(tài)躍迀到較高能級(jí)，被吸收的能量必須與分子躍迀前后的能量差恰好相等，否則不能被吸收。由于各物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)不同，對(duì)不同能力的光量子會(huì)有選擇性的吸收，總的來(lái)說(shuō)，物質(zhì)含量越多，吸收也就越多，基于這種特性，可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性定量的檢測(cè)。
[0004]可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器(TDLAS)，具有窄線寬和波長(zhǎng)隨注入電流改變的特性，因此，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)分子的單個(gè)或幾個(gè)距離很近很難分辨的吸收線進(jìn)行測(cè)量。此外，TDLAS由于其線寬非常窄，可以有效地防止臨近吸收譜氣體的干擾，因此具有相當(dāng)優(yōu)異的選擇性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]基于傳統(tǒng)的便攜式氣體檢測(cè)儀在實(shí)際使用過(guò)程中存在的諸多弊端，本實(shí)用新型提供了一種基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀，結(jié)構(gòu)明確、操作簡(jiǎn)單;能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式的氣體檢測(cè)，從而使工作人員遠(yuǎn)離危險(xiǎn)惡劣的環(huán)境，并能夠在高溫、高輻射的環(huán)境中檢測(cè);更重要的是所述基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀的檢測(cè)反應(yīng)時(shí)間〈I秒，檢測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)遙測(cè)，最大距離可達(dá)100米。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀，包括機(jī)體、處理器、TDLAS激光發(fā)生器、透鏡、光電轉(zhuǎn)換器、指示器;所述處理器和所述光電轉(zhuǎn)換器設(shè)于所述機(jī)體的內(nèi)部，所述TDLAS激光發(fā)生器的發(fā)射端、所述透鏡的接收端以及所述指示器均設(shè)于所述機(jī)體的外部;所述處理器與所述TDLAS激光發(fā)生器連接，用于控制所述TDLAS激光發(fā)生器;所述光電轉(zhuǎn)換器設(shè)于與所述透鏡的接收端相反的另一端，用于接受透過(guò)所述透鏡的激光信號(hào)并將所述激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào);所述處理器還與所述光電轉(zhuǎn)換器連接，用于處理所述電信號(hào)并得到處理結(jié)果;所述處理器還與所述指示器連接，通過(guò)所述指示器指示所述處理結(jié)果。
[0007]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述指示器為一顯示器，通過(guò)文字圖像指示所述處理器得到的處理結(jié)果?；蛘撸鲋甘酒鳛橐痪瘓?bào)器，通過(guò)聲音指示所述處理器得到的處理結(jié)果。
[0008]在另外一個(gè)實(shí)施例中，所述光電轉(zhuǎn)換器為一種銦鎵砷光電管。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述的基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀還包括一反射鏡，其在實(shí)際應(yīng)用時(shí)設(shè)于泄漏氣體的另外一側(cè)，即泄漏氣體在所述反射鏡與所述TDLAS激光發(fā)生器的發(fā)射端或所述透鏡的接收端的之間。
[0010]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式的氣體檢測(cè)，從而使工作人員遠(yuǎn)離危險(xiǎn)惡劣的環(huán)境，由于是非接觸的檢測(cè)，尤其適用于在一些傳統(tǒng)傳感器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的比如高溫、高輻射的環(huán)境中，更重要的是所述基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀的檢測(cè)反應(yīng)時(shí)間< I秒，檢測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)遙測(cè)，最大距離可達(dá)100米。
[0011]除此以外，相對(duì)與固定式激光氣體檢測(cè)儀器，由于其位置固定只有覆蓋特定的范圍，而便攜式氣體檢測(cè)儀由于其攜帶方便，非常有利用檢測(cè)一些長(zhǎng)距離的輸送管道的泄漏檢測(cè)，由于是非接觸的，基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的氣體檢測(cè)的反應(yīng)時(shí)間在毫秒級(jí)，可以非?？斓膾哌^(guò)一定區(qū)域。
【附圖說(shuō)明】

[0012]圖1為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)透視圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的應(yīng)用圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本實(shí)用新型提供了一種基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀，包括機(jī)體1、處理器2、TDLAS激光發(fā)生器3、透鏡4、光電轉(zhuǎn)換器5、指示器6;所述處理器2和所述光電轉(zhuǎn)換器5設(shè)于所述機(jī)體I的內(nèi)部，所述TDLAS激光發(fā)生器3的發(fā)射端、所述透鏡4的接收端以及所述指示器6均設(shè)于所述機(jī)體的外部;所述處理器2與所述TDLAS激光發(fā)生器3連接，用于控制所述TDLAS激光發(fā)生器3;所述光電轉(zhuǎn)換器5設(shè)于與所述透鏡4的接收端相反的另一端，用于接受透過(guò)所述透鏡4的激光信號(hào)并將所述激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào);所述處理器2還與所述光電轉(zhuǎn)換器5連接，用于處理所述電信號(hào)并得到處理結(jié)果;所述處理器2還與所述指示器6連接，通過(guò)所述指示器6指示所述處理結(jié)果。
[0015]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供了一種基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀，包括機(jī)體1、處理器2、TDLAS激光發(fā)生器3、透鏡4、光電轉(zhuǎn)換器5、指示器6;所述處理器2和所述光電轉(zhuǎn)換器5設(shè)于所述機(jī)體I的內(nèi)部，所述TDLAS激光發(fā)生器3的發(fā)射端、所述透鏡4的接收端以及所述指示器6均設(shè)于所述機(jī)體的外部；所述處理器2與所述TDLAS激光發(fā)生器3連接，用于控制所述TDLAS激光發(fā)生器3;所述光電轉(zhuǎn)換器5設(shè)于與所述透鏡4的接收端相反的另一端，用于接受透過(guò)所述透鏡4的激光信號(hào)并將所述激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào);所述處理器2還與所述光電轉(zhuǎn)換器5連接，用于處理所述電信號(hào)并得到處理結(jié)果;所述處理器2還與所述指示器6連接，通過(guò)所述指示器6指示所述處理結(jié)果;所述指示器6為一顯示器，通過(guò)文字圖像指示所述處理器2得到的處理結(jié)果，或者，所述指示，6為一警報(bào)器，通過(guò)聲音指示所述處理器2得到的處理結(jié)果。
[0016]在另外一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供了一種基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀，包括機(jī)體1、處理器2、TDLAS激光發(fā)生器3、透鏡4、光電轉(zhuǎn)換器5、指示器6;所述處理器2和所述光電轉(zhuǎn)換器5設(shè)于所述機(jī)體I的內(nèi)部，所述TDLAS激光發(fā)生器3的發(fā)射端、所述透鏡4的接收端以及所述指示器6均設(shè)于所述機(jī)體的外部;所述處理器2與所述TDLAS激光發(fā)生器3連接，用于控制所述TDLAS激光發(fā)生器3;所述光電轉(zhuǎn)換器5設(shè)于與所述透鏡4的接收端相反的另一端，用于接受透過(guò)所述透鏡4的激光信號(hào)并將所述激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào);所述處理器2還與所述光電轉(zhuǎn)換器5連接，用于處理所述電信號(hào)并得到處理結(jié)果;所述處理器2還與所述指示器6連接，通過(guò)所述指示器6指示所述處理結(jié)果;所述光電轉(zhuǎn)換器5為一種銦鎵砷光電管。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供了一種基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀，包括機(jī)體1、處理器2、TDLAS激光發(fā)生器3、透鏡4、光電轉(zhuǎn)換器5、指示器6;所述處理器2和所述光電轉(zhuǎn)換器5設(shè)于所述機(jī)體I的內(nèi)部，所述TDLAS激光發(fā)生器3的發(fā)射端、所述透鏡4的接收端以及所述指示器6均設(shè)于所述機(jī)體的外部;所述處理器2與所述TDLAS激光發(fā)生器3連接，用于控制所述TDLAS激光發(fā)生器3;所述光電轉(zhuǎn)換器5設(shè)于與所述透鏡4的接收端相反的另一端，用于接受透過(guò)所述透鏡4的激光信號(hào)并將所述激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào);所述處理器2還與所述光電轉(zhuǎn)換器5連接，用于處理所述電信號(hào)并得到處理結(jié)果;所述處理器2還與所述指示器6連接，通過(guò)所述指示器6指示所述處理結(jié)果;所述的基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀還包括一反射鏡，其在實(shí)際應(yīng)用時(shí)設(shè)于泄漏氣體的另外一側(cè)，即泄漏氣體在所述反射鏡與所述TDLAS激光發(fā)生器3的發(fā)射端或所述透鏡4的接收端的之間。
[0018]在實(shí)際使用過(guò)程中，特定波長(zhǎng)的TDLAS激光發(fā)生器3由處理器2產(chǎn)生的鋸齒掃描信號(hào)驅(qū)動(dòng)，紅外激光穿過(guò)被檢測(cè)氣體，到達(dá)發(fā)射面7，反射面7既可以是專(zhuān)用的反射鏡也可以是普通的淺色墻體、罐體或者管道;透鏡4用于收集放大反射回來(lái)的激光信號(hào)，光電轉(zhuǎn)換器5將接受到的激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，一般光電轉(zhuǎn)換使用銦鎵砷光電管;處理器2將接受到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化濾波處理分析，當(dāng)激光路徑上有漏的氣體，紅外激光就會(huì)被吸收，通過(guò)檢測(cè)激光的吸收量就可以計(jì)算出泄漏氣體的濃度，最后通過(guò)指示器6指示氣體的濃度。
[0019]具體地，處理器2，產(chǎn)生控制激光器的電流信號(hào)，使激光的波長(zhǎng)在一個(gè)小范圍內(nèi)來(lái)回掃描，被檢測(cè)氣體分子的吸收譜需要在這個(gè)掃描波長(zhǎng)的范圍內(nèi)，紅外激光穿越被檢測(cè)的區(qū)域，在沒(méi)有發(fā)生被檢測(cè)氣體泄漏的情況下，激光不會(huì)被吸收，當(dāng)發(fā)生氣體泄漏，激光早掃描到泄漏氣體吸收峰處，激光將被吸收，處理器2可以根據(jù)吸收的量，檢測(cè)出特定氣體的濃度。
[0020]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只作為范例，本實(shí)用新型并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)該實(shí)用進(jìn)行的等同修改和替代也都在本實(shí)用新型的范疇之中。因此，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀，其特征在于，包括機(jī)體、處理器、TDLAS激光發(fā)生器、透鏡、光電轉(zhuǎn)換器、指示器;所述處理器和所述光電轉(zhuǎn)換器設(shè)于所述機(jī)體的內(nèi)部，所述TDLAS激光發(fā)生器的發(fā)射端、所述透鏡的接收端以及所述指示器均設(shè)于所述機(jī)體的外部;所述處理器與所述TDLAS激光發(fā)生器連接，用于控制所述TDLAS激光發(fā)生器;所述光電轉(zhuǎn)換器設(shè)于與所述透鏡的接收端相反的另一端，用于接受透過(guò)所述透鏡的激光信號(hào)并將所述激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào);所述處理器還與所述光電轉(zhuǎn)換器連接，用于處理所述電信號(hào)并得到處理結(jié)果;所述處理器還與所述指示器連接，通過(guò)所述指示器指示所述處理結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀，其特征在于，所述指示器可以為顯示器或警報(bào)器，分別通過(guò)文字圖像或聲音進(jìn)行指示。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換器為一種銦鎵砷光電管。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀，其特征在于，還包括一反射鏡。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光的便攜式氣體檢測(cè)儀，其特征在于，泄漏氣體在所述反射鏡與TDLAS激光發(fā)生器3的發(fā)射端或透鏡4的接收端的之間。
【文檔編號(hào)】G01N21/39GK205719963SQ201620584928
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】劉千軍, 張永強(qiáng)
【申請(qǐng)人】上海萊帝科技有限公司