[發(fā)明專利]一種氨氣檢測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810315793.4
• 申請(qǐng)日: 2018-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108489907A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔方曉;李大成;李揚(yáng)裕;王安靜;吳軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N21/17
• 分類號(hào): G01N21/17
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王戈

本發(fā)明公開(kāi)一種氨氣檢測(cè)裝置及方法。該檢測(cè)裝置包括：光源、機(jī)械斬波器、濾光片、光聲池、微音器和單片機(jī)；光源發(fā)出的光束依次經(jīng)過(guò)機(jī)械斬波器和濾光片，到達(dá)光聲池；機(jī)械斬波器用于對(duì)光束進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生周期性調(diào)制光強(qiáng)；濾光片用于對(duì)光束進(jìn)行過(guò)濾，濾光片的中心波長(zhǎng)為2.248μm，為氨氣吸收帶對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)；光聲池包括進(jìn)口和出口，待測(cè)氣體通過(guò)進(jìn)口進(jìn)入光聲池，檢測(cè)完成后，光聲池中的氣體通過(guò)出口排出；微音器置于光聲池的側(cè)壁，微音器的信號(hào)輸出端與單片機(jī)的信號(hào)輸入端連接，單片機(jī)用于根據(jù)微音器的電壓輸出值確定待測(cè)氣體中氨氣的濃度。采用本發(fā)明的檢測(cè)裝置或方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的實(shí)時(shí)檢測(cè)，且檢測(cè)裝置不易受到污染，檢測(cè)的準(zhǔn)確度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種氨氣檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

畜禽養(yǎng)殖是氨氣排放大戶，而這些氨氣在與二氧化硫、氮氧化物的氧化產(chǎn)物反應(yīng)后，生成硝酸銨或硫酸銨，這些產(chǎn)物是PM2.5的重要來(lái)源。氨氣是一種有毒、無(wú)色、有強(qiáng)烈刺激性臭味的氣體。氨氣主要來(lái)自畜禽排泄的糞便、尿液，如果任之排放，對(duì)環(huán)境危害十分嚴(yán)重，因此必須經(jīng)過(guò)回收再利用的處理，盡可能將糞尿中的生物質(zhì)消耗掉，以降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。而且氨氣進(jìn)入呼吸道可引起咳嗽、氣管炎、呼吸困難、窒息等癥狀，會(huì)降低動(dòng)物對(duì)感染的抵抗力，家畜如果長(zhǎng)期處于低濃度的氨氣中，對(duì)結(jié)核病和其他傳染病的抵抗力顯著減弱。有報(bào)道指出，氨氣對(duì)畜禽產(chǎn)生影響的起始濃度是19mg/m3，而當(dāng)濃度達(dá)到76mg/m3時(shí)對(duì)生長(zhǎng)性能的影響非常明顯，所以氨氣不僅對(duì)環(huán)境造成污染，而且對(duì)養(yǎng)殖業(yè)也有較大破壞。目前，在畜禽舍內(nèi)的氨氣含量一般少則達(dá)10到30ppm，多則達(dá)100ppm，國(guó)家無(wú)公害養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定豬舍內(nèi)氨氣濃度<25mg/m3。因此，如何控制畜禽舍內(nèi)氨氣的濃度，已成為養(yǎng)殖業(yè)是否盈利的一個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)。

氨氣傳感器是目前市場(chǎng)上通用的氨氣成分檢測(cè)傳感器，傳感器的缺點(diǎn)是容易受到污染，檢測(cè)性能和準(zhǔn)確性會(huì)隨著時(shí)間逐漸衰減，因此，應(yīng)用氨氣傳感器檢測(cè)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的氨氣含量，由于污染和時(shí)間導(dǎo)致檢測(cè)性能低、準(zhǔn)確度低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種氨氣檢測(cè)裝置及方法，以提高檢測(cè)性能，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種氨氣檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置包括：光源、機(jī)械斬波器、濾光片、光聲池、微音器和單片機(jī)；所述光源發(fā)出的光束依次經(jīng)過(guò)所述機(jī)械斬波器和所述濾光片，到達(dá)所述光聲池；

所述機(jī)械斬波器用于對(duì)所述光束進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生周期性調(diào)制光強(qiáng)；

所述濾光片用于對(duì)所述機(jī)械斬波器調(diào)制后的光束進(jìn)行過(guò)濾，所述濾光片的中心波長(zhǎng)為2.248μm，為氨氣吸收帶對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)；

所述光聲池包括進(jìn)口和出口，待測(cè)氣體通過(guò)所述進(jìn)口進(jìn)入所述光聲池，檢測(cè)完成后，所述光聲池中的氣體通過(guò)出口排出；

所述微音器置于所述光聲池的側(cè)壁，所述微音器的信號(hào)輸出端與所述單片機(jī)的信號(hào)輸入端連接，所述單片機(jī)用于根據(jù)所述微音器的電壓輸出值確定所述待測(cè)氣體中氨氣的濃度。

可選的，所述光源為氮化硅材料的熱輻射寬帶光源，所述檢測(cè)裝置還包括橢圓準(zhǔn)直鏡，所述橢圓準(zhǔn)直鏡置于所述光源的上方，用于將所述光源的光線準(zhǔn)直為平行光束。

可選的，所述濾光片包括第一濾光孔、第二濾光孔、第三濾光孔和第四濾光孔，所述第一濾光孔的中心波長(zhǎng)為2.248μm，為氨氣吸收帶對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)；所述第二濾光孔的中心波長(zhǎng)為4.7μm，為水汽吸收帶對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)；所述第三濾光孔的中心波長(zhǎng)為1.6μm，為二氧化碳吸收帶對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)；所述第四濾光孔的中心波長(zhǎng)為7.46μm，為甲烷吸收帶對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)。

可選的，所述光聲池為圓柱形，所述光聲池的頂部包括窗片，光束從所述窗片的窗口進(jìn)入到達(dá)所述光聲池內(nèi)部，所述光聲池采用非共振工作模式。