空間氣體的掃描裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種空間氣體的掃描裝置及方法，所述空間氣體的掃描裝置包括：光源發(fā)出的測量光的波長覆蓋所述空間內(nèi)待測氣體的吸收譜線；光偏轉(zhuǎn)器件用于偏轉(zhuǎn)所述測量光，偏轉(zhuǎn)后的測量光射入所述空間；馬達(dá)用于驅(qū)動所述光偏轉(zhuǎn)器件轉(zhuǎn)動，偏轉(zhuǎn)后的測量光掃描空間內(nèi)的不同方向；探測器用于將穿過所述空間的測量光的反射光轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到分析模塊；分析模塊根據(jù)吸收光譜技術(shù)處理接收到的所述電信號、光偏轉(zhuǎn)器件的轉(zhuǎn)動角度，從而獲得空間內(nèi)不同方向上待測氣體的含量。本發(fā)明具有精度高、結(jié)構(gòu)簡單、低成本等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
空間氣體的掃描裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及光電分析，特別涉及空間氣體的掃描裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，通過反射面回波進(jìn)行氣體濃度測量是氣體遙測的一種常見方式。由光源發(fā)出的光線經(jīng)過準(zhǔn)直照射到反射面上，在反射面經(jīng)過反射回到遙測裝置的光電探測器中，通過測量反射回波被路徑上目標(biāo)氣體的吸收可以推算出目標(biāo)氣體的濃度值。這種遙測裝置具有諸多不足，如:
[0003]由于自身光路與結(jié)構(gòu)的限制，傳統(tǒng)氣體遙測裝置的測量方向是固定的，不能夠獲得目標(biāo)氣體濃度的角度分辨信息(如聚光科技、東京燃?xì)狻⒚绹鴿h斯產(chǎn)品)。然而，對于特定區(qū)域氣體濃度的測量，除了需要測量氣體濃度本身以外，還需要獲得所測量濃度對應(yīng)的角度信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種能獲得不同方向上氣體濃度信息的空間氣體的掃描裝置。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種空間氣體的掃描裝置，所述空間氣體的掃描裝置包括:
[0007]光源，所述光源發(fā)出的測量光的波長覆蓋所述空間內(nèi)待測氣體的吸收譜線；
[0008]光偏轉(zhuǎn)器件，所述光偏轉(zhuǎn)器件用于偏轉(zhuǎn)所述測量光，偏轉(zhuǎn)后的測量光射入所述空間；
[0009]馬達(dá)，所述馬達(dá)用于驅(qū)動所述光偏轉(zhuǎn)器件轉(zhuǎn)動，偏轉(zhuǎn)后的測量光掃描空間內(nèi)的不同方向；
[0010]探測器，所述探測器用于將穿過所述空間的測量光的反射光轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到分析模塊；
[0011]分析模塊，所述分析模塊根據(jù)吸收光譜技術(shù)處理接收到的所述電信號、光偏轉(zhuǎn)器件的轉(zhuǎn)動角度，從而獲得空間內(nèi)不同方向上待測氣體的含量。
[0012]根據(jù)上述的空間氣體的掃描裝置，可選地，所述空間氣體的掃描裝置進(jìn)一步包括:
[0013]角度測量模塊，所述角度測量模塊用于檢測所述光偏轉(zhuǎn)器件的轉(zhuǎn)動角度，并傳送到分析模塊。
[0014]根據(jù)上述的空間氣體的掃描裝置，優(yōu)選地，所述反射光經(jīng)所述光偏轉(zhuǎn)器件偏轉(zhuǎn)后被所述探測器接收。
[0015]根據(jù)上述的空間氣體的掃描裝置，優(yōu)選地，所述測量光在所述光偏轉(zhuǎn)器件上的入射角為45度。
[0016]根據(jù)上述的空間氣體的掃描裝置，可選地，所述角度測量模塊包括:
[0017]指針，所述指針的一端固定在所述光偏轉(zhuǎn)器件或馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸上；
[0018]角度指示牌，所述指針的另一端指向所述角度指示牌。
[0019]根據(jù)上述的空間氣體的掃描裝置，可選地，所述馬達(dá)根據(jù)接收到的轉(zhuǎn)動指令工作，所述轉(zhuǎn)動指令包括轉(zhuǎn)動角度。
[0020]根據(jù)上述的空間氣體的掃描裝置，可選地，所述空間氣體的掃描裝置包括:
[0021]殼體，所述光源、光偏轉(zhuǎn)器件、探測器設(shè)置在所述殼體內(nèi)；
[0022]透明窗口，所述透明窗口設(shè)置在所述殼體上，適于偏轉(zhuǎn)后的測量光和反射光的穿過。
[0023]本發(fā)明的目的還在于提供了一種可獲知不同方向上氣體含量信息的空間氣體的掃描方法，該發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):
[0024]空間氣體的掃描方法，所述空間氣體的掃描方法包括以下步驟:
[0025](Al)光源發(fā)出的測量光被光偏轉(zhuǎn)器件偏轉(zhuǎn)后射入空間內(nèi)；
[0026](A2)射入空間內(nèi)的測量光被待測氣體吸收，衰減后的測量光被反射，探測器將反射光轉(zhuǎn)換為電信號，并送分析模塊；
[0027](A3)分析模塊根據(jù)吸收光譜技術(shù)處理接收到的所述電信號，從而獲得測量光射入空間時的方向上的待測氣體的含量；
[0028](A4)馬達(dá)驅(qū)動所述光偏轉(zhuǎn)器件偏轉(zhuǎn)，重復(fù)步驟(A1)_(A3)，從而使偏轉(zhuǎn)后的測量光掃描所述空間，進(jìn)而獲知所述空間不同方向上的氣體含量。
[0029]根據(jù)上述的空間氣體的掃描方法，可選地，在步驟(A4)中，獲知所述光偏轉(zhuǎn)器件的偏轉(zhuǎn)角度，并傳送到所述分析模塊。
[0030]根據(jù)上述的空間氣體的掃描方法，優(yōu)選地，在步驟(A2)中，反射光經(jīng)過所述光偏轉(zhuǎn)器件的偏轉(zhuǎn)后，被所述探測器接收。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:
[0032]1.利用轉(zhuǎn)動的光偏轉(zhuǎn)器件，使得偏轉(zhuǎn)后的測量光從不同角度(方向)射入空間內(nèi)，也即測量光掃描所述空間，從而獲知不同角度(方向)上氣體的含量，也即建立了空間位置與氣體含量間的映射關(guān)系，使得操作者了解氣體濃度異常的區(qū)域，如氣體泄漏的區(qū)域；
[0033]2.在發(fā)光體出光過程中，利用壓電材料(周期性地微米量級地)調(diào)整光準(zhǔn)直器件和發(fā)光體之間的距離，從而消除了發(fā)光體和光準(zhǔn)直器件間干涉帶來的光學(xué)噪聲；
[0034]光準(zhǔn)直器件表面鍍增透膜，進(jìn)一步降低了光學(xué)噪聲；
[0035]發(fā)光體的出射光的光軸與光準(zhǔn)直器件的軸線的夾角可為零，提高了出射光的準(zhǔn)直效果；
[0036]3.結(jié)構(gòu)簡單、低成本
[0037]在原有的氣體遙測裝置的基礎(chǔ)上加裝馬達(dá)、光偏轉(zhuǎn)器件即可。
【附圖說明】
[0038]參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:
[0039]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的空間氣體的掃描裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0040]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1、5的光源的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0041]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的空間氣體的掃描方法的流程圖；
[0042]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的光源的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0043]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的光源的結(jié)構(gòu)簡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]圖1-5和以下說明描述了本發(fā)明的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
[0045]實(shí)施例1:
[0046]圖1示意性地給出了本實(shí)施例的空間氣體的掃描裝置的結(jié)構(gòu)簡圖，如圖1所示，所述空間氣體的掃描裝置包括:
[0047]光源91，圖2示意性地給出了本實(shí)施例的光源的結(jié)構(gòu)簡圖，如圖2所示，所述光源包括:
[0048]發(fā)光體2，如用于發(fā)射單色光的激光器，所述發(fā)光體固定在支架上;所述發(fā)光體發(fā)出的測量光的波長覆蓋所述空間內(nèi)待測氣體的吸收譜線；
[0049]支架I，如圓形套筒，所述支架用于承載所述發(fā)光體，支架形成有適于所述發(fā)光體出射光通過的光學(xué)通道；
[0050]固定件6，如一端具有徑向部分的圓形套筒，所述固定件設(shè)置在所述支架上，適于所述出射光穿過;固定件和支架之間通過螺紋配合，實(shí)現(xiàn)可拆卸；
[0051]光準(zhǔn)直器件4，如凸透鏡，所述光準(zhǔn)直器件固定在所述出射光的光路上，適于準(zhǔn)直所述出射光；
[0052]彈性件5，如橡膠件，所述彈性件設(shè)置在所述光準(zhǔn)直器件的沿其軸線方向上的側(cè)部；
[0053]壓電器件3，如壓電陶瓷，所述壓電器件和彈性件分別設(shè)置在所述光準(zhǔn)直器件的沿其軸線方向的兩側(cè)，所述光準(zhǔn)直器件、彈性件和壓電器件被約束在所述支架和固定件之間，使得當(dāng)壓電器件發(fā)生位移時，所述光準(zhǔn)直器件隨之來回移動，從而不斷地調(diào)整發(fā)光體和光準(zhǔn)直器件之間的距離，消除了光源和透鏡之間的由于干涉產(chǎn)生的光學(xué)噪聲；
[0054]光偏轉(zhuǎn)器件92，如平面鏡、凹面鏡或全內(nèi)反射棱鏡，所述光偏轉(zhuǎn)器件用于偏轉(zhuǎn)所述測量光，偏轉(zhuǎn)后的測量光射入所述空間；
[0055]第一馬達(dá)93，所述第一馬達(dá)用于驅(qū)動所述光偏轉(zhuǎn)器件轉(zhuǎn)動，偏轉(zhuǎn)后的測量光掃描空間內(nèi)的不同方向；
[0056]探測器94，所述探測器用于將穿過所述空間的測量光的反射光轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到分析模塊；
[0057]分析模塊，所述分析模塊根據(jù)吸收光譜技術(shù)處理接收到的所述電信號、光偏轉(zhuǎn)器件的轉(zhuǎn)動角度，從而獲得空間內(nèi)與轉(zhuǎn)動角度相匹配的不同方向上待測氣體的含量。分析模塊是現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0058]圖3示意性地給出了本實(shí)施例的空間氣體的掃描方法的流程圖，也即上述掃描裝置的工作過程，如圖3所示，所述空間氣體的掃描方法包括以下步驟:
[0059](Al)光源發(fā)出的測量光被光偏轉(zhuǎn)器件偏轉(zhuǎn)后射入空間內(nèi)；測量光的出光方式為:
[0060](BI)發(fā)光體發(fā)出的出射光穿過光學(xué)通道；
[0061](B2)出射光被光準(zhǔn)直器件準(zhǔn)直;壓電器件產(chǎn)生位移，從而推動所述光準(zhǔn)直器件來回移動，從而不斷地調(diào)整發(fā)光體和光準(zhǔn)直器件之間的距離，消除了光源和透鏡之間的由于干涉產(chǎn)生的光學(xué)噪聲；
[0062 ] (B3)準(zhǔn)直后的出射光從固定件射出，成為測量光；
[0063](A2)射入空間內(nèi)的測量光被待測氣體吸收，衰減后的測量光被反射，探測器將反射光轉(zhuǎn)換為電信號，并送分析模塊；
[0064](A3)分析模塊根據(jù)吸收光譜技術(shù)處理接收到的所述電信號，從而獲得測量光射入空間時的方向上的待測氣體的含量；
[0065](A4)馬達(dá)驅(qū)動所述光偏轉(zhuǎn)器件偏轉(zhuǎn)，重復(fù)步驟(A1)_(A3)，從而使偏轉(zhuǎn)后的測量光掃描所述空間，進(jìn)而獲知所述空間不同方向上的氣體含量，以掌握氣體含量異常的區(qū)域位置，如有毒有害、易燃易爆氣體的泄漏位置。
[0066]實(shí)施例2:
[0067]本發(fā)明實(shí)施例的空間氣體的掃描裝置，與實(shí)施例1不同的是:
[0068]1.如圖4所示，光源包括:
[0069]發(fā)光體2，用于發(fā)射單色光;所述發(fā)光體固定在第一支架上；
[0070]第一支架21，如圓形套筒、安裝板等，所述支架用于承載所述發(fā)光體，支架形成有適于所述發(fā)光體出射光通過的光學(xué)通道；
[0071]光準(zhǔn)直器件81，如平-凸透鏡，所述光準(zhǔn)直器件固定在所述發(fā)光體的出射光的光路上，準(zhǔn)直所述出射光;所述光準(zhǔn)直器件的軸線與所述出射光的光軸間的夾角為銳角，如2度、10度、25度等，但不超過30度；
[0072]轉(zhuǎn)動件31，所述光準(zhǔn)直器件固定在所述轉(zhuǎn)動件上；
[0073]第二支架71，所述轉(zhuǎn)動件可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述第二支架上；
[0074]第二馬達(dá)51，所述第二馬達(dá)用于驅(qū)動所述轉(zhuǎn)動件及光準(zhǔn)直器件轉(zhuǎn)動。
[0075]2.分析單元，所述分析單元包括:平均器、計(jì)算模塊，所述平均器用于平均探測器傳送來的電信號攜帶的光譜數(shù)據(jù)，計(jì)算模塊利用光譜分析技術(shù)處理平均后的光譜數(shù)據(jù)，從而獲知待測氣體的參數(shù)，如氣體含量、流速等。
[0076]本實(shí)施例的空間氣體的掃描方法，也即上述掃描裝置的工作過程，所述空間氣體的掃描方法包括以下步驟:
[0077](Al)光源發(fā)出的測量光被光偏轉(zhuǎn)器件偏轉(zhuǎn)后射入空間內(nèi)；測量光的出光方式為:
[0078](BI)發(fā)光體發(fā)出的出射光穿過光學(xué)通道；
[0079](B2)出射光被光準(zhǔn)直器件準(zhǔn)直;光準(zhǔn)直器件在馬達(dá)驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)；
[0080](B3)準(zhǔn)直后的出射光從固定件射出，成為測量光；
[0081](A2)射入空間內(nèi)的測量光被待測氣體吸收，衰減后的測量光被反射，探測器將反射光轉(zhuǎn)換為電信號，并送分析模塊；
[0082](A3)平均器平均所述電信號攜帶的光譜數(shù)據(jù)，計(jì)算模塊利用吸收光技術(shù)處理平均后的電信號，獲知測量光射入空間時的方向上的待測氣體的濃度等信息
[0083](A4)馬達(dá)驅(qū)動所述光偏轉(zhuǎn)器件偏轉(zhuǎn)，重復(fù)步驟(A1)_(A3)，從而使偏轉(zhuǎn)后的測量光掃描所述空間，進(jìn)而獲知所述空間不同方向上的氣體含量，以掌握氣體含量異常的區(qū)域位置，如有毒有害、易燃易爆氣體的泄漏位置。
[0084]實(shí)施例3:
[0085]本發(fā)明實(shí)施例的空間氣體的掃描裝置，與實(shí)施例2不同的是:
[0086]如圖5所示，光源包括:
[0087]發(fā)光體2選用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器；
[0088]第一支架21采用具有徑向部分、軸向部分的圓形套筒，所述發(fā)光體固定在所述徑向部分的中心;軸向部分的部分22作為第二支架；
[0089]轉(zhuǎn)動件31采用軸承，軸承外圈固定在所述第二支架上，也即所述軸向部分的內(nèi)側(cè)；
[0090]固定件41，固定件采用套筒，固定在轉(zhuǎn)動件上，即軸承的內(nèi)圈上；
[0091]光準(zhǔn)直器件81采用平-凸透鏡，透鏡固定在所述固定件內(nèi)，透鏡的軸線與激光器發(fā)出的測量光的光軸間夾角為銳角，如5度，透鏡鍍具有便于所述測量光穿過的增透膜，凸面背對所述激光器；
[0092]第二馬達(dá)51，如通過電、氣、磁、液壓等方式驅(qū)動的馬達(dá)，用于驅(qū)動所述固定件轉(zhuǎn)動，使得光準(zhǔn)直器件旋轉(zhuǎn)，但不發(fā)生沿測量光光路方向上的位移。
[0093]實(shí)施例4:
[0094]本發(fā)明實(shí)施例的空間氣體的掃描裝置，與實(shí)施例3不同的是:
[0095]1.不再使用固定件，光準(zhǔn)直器件直接固定在軸承的內(nèi)圈上，馬達(dá)直接驅(qū)動內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，依靠馬達(dá)的主動輪利用摩擦力驅(qū)動內(nèi)圈；
[0096]2.第二支架單獨(dú)設(shè)置，所述軸承的外圈固定在所述第二支架上;激光器發(fā)出的測量光穿過光準(zhǔn)直器件，且光軸與光準(zhǔn)直器件的軸線間的夾角為銳角，如10度、15度、20度、30度等。
[0097]實(shí)施例5:
[0098]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的空間氣體的掃描裝置及方法在氣體遙測中的應(yīng)用例。
[0099]在該應(yīng)用例中，如圖2所示，發(fā)光體2選用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，測量光波長覆蓋甲烷的吸收譜線;所述支架I采用圓形套筒，臨著固定件的一端12的外徑較小(與支架的臨著發(fā)光體的一端的外徑相比)，但內(nèi)徑較大(與支架的臨著發(fā)光體的一端的內(nèi)徑相比)，從而在內(nèi)部形成環(huán)形臺階，且具有外螺紋，臨著發(fā)光體的一端11的外徑較大，但內(nèi)徑較小;所述發(fā)光體I固定在支架的外徑較大一端的端部；固定件6采用一端具有徑向部分62的圓形套筒，該套筒內(nèi)具有內(nèi)螺紋，與所述外螺紋匹配;壓電器件3采用壓電陶瓷，對稱地分布在所述環(huán)形臺階上，壓電器件的線纜穿過支架，壓電陶瓷的振幅微米量級，諧振頻率可達(dá)幾百千赫茲;沿著激光器出射光方向上的壓電器件的背對臺階的一側(cè)設(shè)有光準(zhǔn)直器件4，采用平-凸透鏡，透鏡的軸線與出射光的光軸間夾角為零，透鏡鍍有便于所述激光器出射光穿過的增透膜，凸面背對所述激光器;彈性件5采用橡膠材質(zhì)，如O型圈，所述壓電器件、光準(zhǔn)直器件和彈性件依次排列地處于所述支架的內(nèi)徑較小部分的內(nèi)側(cè)，處于激光器出射光的光路上；固定件的軸向部分61套在所述支架的外徑較小部分的外側(cè)，徑向部分62阻擋彈性件，使得在沿著激光器出射光的方向上，壓電器件、光準(zhǔn)直器件和彈性件被擠壓在支架和固定件之間。
[0100]光偏轉(zhuǎn)器件采用平面反射鏡，測量光在所述反射鏡上的入射角為45度，也即，測量光被偏轉(zhuǎn)90度;馬達(dá)采用伺服電機(jī)，根據(jù)接收到的轉(zhuǎn)動指令工作，所述轉(zhuǎn)動指令包括轉(zhuǎn)動角度；測量光在空間內(nèi)的反射光經(jīng)過所述反射鏡的反射后被探測器接收;所述激光器、反射鏡、探測器設(shè)置在所述殼體內(nèi)，其中，光源和探測器設(shè)置在反射鏡的下側(cè);透明窗口設(shè)置在所述殼體上，適于偏轉(zhuǎn)后的測量光和反射光的穿過;分析模塊根據(jù)接收到的轉(zhuǎn)動指令而獲知反射鏡的轉(zhuǎn)動角度。
[0101]本發(fā)明實(shí)施例的空間氣體的掃描方法，所述空間氣體的掃描方法包括以下步驟:
[0102](Al)激光器發(fā)出的豎直方向上的測量光被反射鏡偏轉(zhuǎn)90度后水平地射入空間內(nèi)；
[0103](A2)射入空間內(nèi)的測量光被甲烷選擇性吸收，衰減后的測量光被反射，反射光經(jīng)所述反射鏡反射后被探測器接收，轉(zhuǎn)換出的電信號送分析模塊；
[0104](A3)分析模塊根據(jù)吸收光譜技術(shù)處理接收到的所述電信號，從而獲得與反射鏡位置相對應(yīng)的測量光射入空間時的方向上的待測氣體的含量；
[0105](A4)馬達(dá)驅(qū)動所述光偏轉(zhuǎn)器件偏轉(zhuǎn)，重復(fù)步驟(A1)_(A3)，從而使偏轉(zhuǎn)后的測量光掃描所述空間，進(jìn)而獲知所述空間內(nèi)不同水平方向上的氣體含量，以掌握氣體含量異常的區(qū)域位置，如天然氣的泄漏位置。
[0106]實(shí)施例6:
[0107]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的空間氣體的掃描裝置及方法在大氣遙測中的應(yīng)用例。
[0108]在該應(yīng)用例中，光源與實(shí)施例5不同的是:1.支架具有臨著激光器的內(nèi)徑較小部分、臨著固定件的內(nèi)徑較大部分，內(nèi)徑較大部分的內(nèi)側(cè)具有內(nèi)螺紋;與所述支架相匹配的，固定件具有外螺紋;2.沿著激光器的出射光方向上，彈性件、光準(zhǔn)直器件和壓電器件依次布置在固定件內(nèi)側(cè)，并被臺階和固定件擠壓，從而當(dāng)壓電器件具有位移時，光準(zhǔn)直器件發(fā)生來回移動。
[0109]光偏轉(zhuǎn)器件采用平面反射鏡，測量光在所述反射鏡上的入射角為45度，也即，測量光被偏轉(zhuǎn)90度；馬達(dá)采用電機(jī);角度測量模塊包括:指針，所述指針的一端固定在所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸上；角度指示牌，所述指針的另一端指向所述角度指示牌;測量光在空間內(nèi)的反射光經(jīng)過所述反射鏡的反射后被探測器接收;所述激光器、反射鏡、探測器設(shè)置在所述殼體內(nèi)，其中，光源和探測器設(shè)置在反射鏡的下側(cè);透明窗口設(shè)置在所述殼體上，適于偏轉(zhuǎn)后的測量光和反射光的穿過;分析模塊根據(jù)所述角度測量模塊而獲知反射鏡的轉(zhuǎn)動角度。
[0110]本發(fā)明實(shí)施例的空間氣體的掃描方法，所述空間氣體的掃描方法包括以下步驟:
[0111](Al)激光器發(fā)出的測量光被反射鏡偏轉(zhuǎn)90度后射入空間內(nèi)；
[0112](A2)射入空間內(nèi)的測量光被甲烷選擇性吸收，衰減后的測量光被反射，反射光經(jīng)所述反射鏡反射后被探測器接收，轉(zhuǎn)換出的電信號送分析模塊；
[0113](A3)分析模塊根據(jù)吸收光譜技術(shù)處理接收到的所述電信號，從而獲得與反射鏡位置相對應(yīng)的測量光射入空間時的方向上的待測氣體的含量；
[0114](A4)馬達(dá)驅(qū)動所述光偏轉(zhuǎn)器件偏轉(zhuǎn)，重復(fù)步驟(A1)_(A3)，從而使偏轉(zhuǎn)后的測量光掃描所述空間，進(jìn)而獲知所述空間不同方向上的氣體含量。
[0115]上述實(shí)施例僅是示例性地給出了光源采用激光器、光偏轉(zhuǎn)器件采用平面反射鏡，當(dāng)然還可以是其他情況，如光源采用氘燈、氙燈等，光偏轉(zhuǎn)器件采用凹面反射鏡、全內(nèi)反射棱鏡，角度測量模塊采用角度傳感器等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空間氣體的掃描裝置，其特征在于:所述空間氣體的掃描裝置包括: 光源，所述光源發(fā)出的測量光的波長覆蓋所述空間內(nèi)待測氣體的吸收譜線； 光偏轉(zhuǎn)器件，所述光偏轉(zhuǎn)器件用于偏轉(zhuǎn)所述測量光，偏轉(zhuǎn)后的測量光射入所述空間； 馬達(dá)，所述馬達(dá)用于驅(qū)動所述光偏轉(zhuǎn)器件轉(zhuǎn)動，偏轉(zhuǎn)后的測量光掃描空間內(nèi)的不同方向； 探測器，所述探測器用于將穿過所述空間的測量光的反射光轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到分析模塊； 分析模塊，所述分析模塊根據(jù)吸收光譜技術(shù)處理接收到的所述電信號、光偏轉(zhuǎn)器件的轉(zhuǎn)動角度，從而獲得空間內(nèi)不同方向上待測氣體的含量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間氣體的掃描裝置，其特征在于:所述空間氣體的掃描裝置進(jìn)一步包括: 角度測量模塊，所述角度測量模塊用于檢測所述光偏轉(zhuǎn)器件的轉(zhuǎn)動角度，并傳送到分析模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間氣體的掃描裝置，其特征在于:所述反射光經(jīng)所述光偏轉(zhuǎn)器件偏轉(zhuǎn)后被所述探測器接收。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間氣體的掃描裝置，其特征在于:所述測量光在所述光偏轉(zhuǎn)器件上的入射角為45度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間氣體的掃描裝置，其特征在于:所述角度測量模塊包括: 指針，所述指針的一端固定在所述光偏轉(zhuǎn)器件或馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸上； 角度指示牌，所述指針的另一端指向所述角度指示牌。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間氣體的掃描裝置，其特征在于:所述馬達(dá)根據(jù)接收到的轉(zhuǎn)動指令工作，所述轉(zhuǎn)動指令包括轉(zhuǎn)動角度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間氣體的掃描裝置，其特征在于:所述空間氣體的掃描裝置包括: 殼體，所述光源、光偏轉(zhuǎn)器件、探測器設(shè)置在所述殼體內(nèi)； 透明窗口，所述透明窗口設(shè)置在所述殼體上，適于偏轉(zhuǎn)后的測量光和反射光的穿過。8.空間氣體的掃描方法，所述空間氣體的掃描方法包括以下步驟: (Al)光源發(fā)出的測量光被光偏轉(zhuǎn)器件偏轉(zhuǎn)后射入空間內(nèi)； (A2)射入空間內(nèi)的測量光被待測氣體吸收，衰減后的測量光被反射，探測器將反射光轉(zhuǎn)換為電信號，并送分析模塊； (A3)分析模塊根據(jù)吸收光譜技術(shù)處理接收到的所述電信號，從而獲得測量光射入空間時的方向上的待測氣體的含量； (A4)馬達(dá)驅(qū)動所述光偏轉(zhuǎn)器件偏轉(zhuǎn)，重復(fù)步驟(A1)-(A3)，從而使偏轉(zhuǎn)后的測量光掃描所述空間，進(jìn)而獲知所述空間不同方向上的氣體含量。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空間氣體的掃描方法，其特征在于:在步驟(A4)中，獲知所述光偏轉(zhuǎn)器件的偏轉(zhuǎn)角度，并傳送到所述分析模塊。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空間氣體的掃描方法，其特征在于:在步驟(A2)中，反射光經(jīng)過所述光偏轉(zhuǎn)器件的偏轉(zhuǎn)后，被所述探測器接收。
【文檔編號】G01N21/39GK106092965SQ201610646903
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月9日 公開號201610646903.6, CN 106092965 A, CN 106092965A, CN 201610646903, CN-A-106092965, CN106092965 A, CN106092965A, CN201610646903, CN201610646903.6
【發(fā)明人】劉燁露, 王瑞, 向少卿, 孫文婷, 李一帆
【申請人】上海禾賽光電科技有限公司