[發(fā)明專利]用于氣體分析的激光控制模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611049086.2
• 申請(qǐng)日: 2016-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106769976B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪宇;左昌余;汪芳;魏小龍;陳慶華;邢化峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽慶宇光電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/3504
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/3504
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務(wù)所(普通合伙)34125
• 代理人: 郭華俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于氣體分析的激光控制模塊。

背景技術(shù)

隨著城市和社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，工業(yè)化程度的不斷提高以及道路車(chē)輛的不斷增加導(dǎo)致地面道路兩側(cè)的空氣中CO、CO₂、SO₂、NO、NO₂、O₃等氣體的濃度也大大升高，城市環(huán)境污染嚴(yán)重，空氣質(zhì)量堪憂，特別是北方城市，常常有全天候霧霾出現(xiàn)，因而空氣污染問(wèn)題已經(jīng)成為城市建設(shè)及發(fā)展過(guò)程中不可回避的重要民生問(wèn)題之一。

目前非分散性紅外氣體濾波相關(guān)法廣泛應(yīng)用于二氧化碳濃度測(cè)量中，該方法是一種基于氣體吸收理論的方法，紅外光源發(fā)出的紅外輻射經(jīng)過(guò)一定濃度待測(cè)的氣體吸收后，與氣體濃度成正比的光譜強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，因?yàn)榍蟪龉庾V光強(qiáng)的變化量就可以反演出待測(cè)氣體的濃度。其技術(shù)原理是紅外光源發(fā)出紅外輻射，經(jīng)過(guò)氣體濾波相關(guān)信號(hào)調(diào)制后，進(jìn)入多次反射吸收池，紅外輻射被吸收池里的待測(cè)氣體充分吸收后，經(jīng)過(guò)一個(gè)窄帶濾波片的濾波，目的是把待測(cè)氣體特征吸收峰之外的紅外能量濾除，只留下可以反映光譜光強(qiáng)變化的那部分能量，再被紅外探測(cè)器接收，最后通過(guò)相關(guān)算法及數(shù)據(jù)處理，最后得出實(shí)時(shí)所測(cè)的待測(cè)氣體濃度值。

空氣中各種氣體濃度都是實(shí)時(shí)變化的，現(xiàn)有的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)碳氧化物的濃度測(cè)量通常實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)性不強(qiáng)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量小且精度不高，采用高精度儀器設(shè)備龐大復(fù)雜，成本高，抗干擾能力差，監(jiān)測(cè)結(jié)果差。因此亟需提供一種新型的用于監(jiān)測(cè)空氣中碳氧化物氣體濃度的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于氣體分析的激光控制模塊，能夠測(cè)量與分析空氣中CO、CO₂等氣體的濃度。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種用于氣體分析的激光控制模塊，包括激光器、溫度控制電路、過(guò)流保護(hù)電路、信號(hào)發(fā)生電路、驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路、溫度控制電路、過(guò)流保護(hù)電路的輸出端均與激光器相連，信號(hào)發(fā)生電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)電路相連；

溫度控制電路用于調(diào)節(jié)激光器的工作溫度恒定，包括監(jiān)測(cè)當(dāng)前實(shí)際溫度值電路、設(shè)定溫度值電路、當(dāng)前實(shí)際溫度與可設(shè)定溫度的差值比較電路、靈敏度調(diào)節(jié)電路；

過(guò)流保護(hù)電路用于將激光器的輸入電流控制在合適的范圍內(nèi)；

信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生三角波、方波、正弦波，采用正弦波作為調(diào)制信號(hào)，包括調(diào)制信號(hào)頻率及占空比調(diào)節(jié)電路、調(diào)制信號(hào)幅度調(diào)節(jié)電路；

驅(qū)動(dòng)電路為激光器提供調(diào)制信號(hào)與掃描信號(hào)。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，溫度控制電路包括雙路恒流源U8、跟隨器U7A、U7B、跟隨器U3A、反向比例放大器U6A、U6B、U6C，可調(diào)電阻VR2、VR3及外圍電阻R10、R12、R16—R19、R25、R26、R30—R31、電容C6、C13、C15、C21、C24，其中監(jiān)測(cè)當(dāng)前實(shí)際溫度值電路包括激光器的光敏電阻、跟隨器U7A、U3A，電阻R10，電阻R10的一端與U8的1腳相連、另一端與U7A的正向輸入端相連；設(shè)定溫度值電路包括U7B、與U7B的正向輸入端相連的可調(diào)電阻VR3、與U7B的4腳相連的電容C21、與U7B8腳相連的電容C24，VR3、C21、C24的另一端均接地；差值比較電路包括反向比例放大器U6C、與U6C正向輸入端相連的電阻R17、R25、與U6C反向輸入端相連的電阻R31、R32，R32的另一端連接U6C的輸出端，電阻R17的另一端接地；靈敏度調(diào)節(jié)電路包括反向比例放大器U6B、與U6B的反向輸入端相連的電阻R26、VR2、與VR2另一端相連的電阻R30，R30的另一端與U6B的輸出端相連。