[實(shí)用新型]一種基于多路激光的地下管廊有害氣體檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920840722.6
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN211318184U
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喻孜;王磊;于莉莉;陳心怡;王嘉琪;黃雷;安淑卉;張治桓
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 南京源古知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32300
• 代理人: 馬曉輝

一種基于多路激光的地下管廊有害氣體檢測裝置，包括芯片、繼電器、電源、激光發(fā)射器、凸透鏡組、分光器、氣室、多芯光纖、接收模塊、以及上位機(jī)；采用了多路激光器，可以測量多種氣體濃度，每一路激光器對應(yīng)了待檢測氣體的吸收譜，利用芯片控制繼電器，從而控制多路激光的發(fā)射時(shí)序，能夠針對地下管廊的主要有害氣體進(jìn)行檢測。在測量多種氣體濃度過程中，采用了分布式的光纖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得一個(gè)光源組能夠掛載多個(gè)氣室，成本低。測量氣體濃度時(shí)，不同于傳統(tǒng)檢測裝置在每個(gè)氣室端都接光強(qiáng)檢測器，而是將多路激光信號統(tǒng)一傳回至接收模塊，使用一個(gè)光電傳感器來測量多路激光光強(qiáng)，降低了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及物理學(xué)領(lǐng)域，特別是一種基于多路激光的地下管廊有害氣體檢測裝置。

背景技術(shù)

近年來，國家在大力推進(jìn)智慧城市建設(shè)計(jì)劃。綜合管廊的建設(shè)是智慧城市建設(shè)中重要的組成部分。在城市管廊中，存在大量廢氣。廢氣有毒或者容易爆炸，極具危險(xiǎn)，因此需要對城市管廊中的氣體濃度進(jìn)行監(jiān)測。

目前對有害氣體檢測主要依賴于氣體傳感器。氣體傳感器能夠檢測氣體濃度，并將檢測結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以便被人們利用。氣體傳感器種類眾多，分為半導(dǎo)體氣體傳感器、電化學(xué)氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器、光學(xué)氣體傳感器等。利用激光對氣體檢測，具有精度高，操作簡單，能夠?qū)崟r(shí)在線檢測的優(yōu)勢。

用激光對氣體濃度進(jìn)行檢測，利用氣體吸收激光的特性，即Lambert Beer定律，通過測量光強(qiáng)來確定氣體的濃度。在地下管廊中，存在多種有害氣體，主要由甲烷，硫化氫，一氧化碳構(gòu)成。不同氣體有不同的吸收光譜，現(xiàn)有的光學(xué)檢測傳感器都只能對某一特定種類的氣體進(jìn)行檢測。如何設(shè)計(jì)制作一個(gè)能夠多氣體檢測的裝置應(yīng)用于城市管廊的氣體濃度檢測成為了一個(gè)難題。此外，城市管廊距離長，現(xiàn)有的光學(xué)檢測傳感器多數(shù)是單點(diǎn)測量裝置，如果直接用于長距離測量則需要布置多個(gè)光學(xué)傳感器，這將提升城市管廊建設(shè)的成本。如何低成本的設(shè)計(jì)制作長距離測量裝置也是一個(gè)叩待解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述存在的問題，本實(shí)用新型公開了一種基于多路激光的地下管廊有害氣體檢測裝置，其具體技術(shù)方案如下：

一種基于多路激光的地下管廊有害氣體檢測裝置，其特征在于，包括芯片、繼電器、電源、激光發(fā)射器、凸透鏡組、分光器、氣室、多芯光纖、接收模塊、以及上位機(jī)；

所述激光發(fā)射器用于發(fā)射激光，所述激光發(fā)射器數(shù)量至少為三個(gè)，激光發(fā)射器發(fā)射出的激光通過光纖傳送給凸透鏡組；每個(gè)激光發(fā)射器上連接一個(gè)繼電器，用于對激光發(fā)射器進(jìn)行開關(guān)控制，每個(gè)繼電器上連接一個(gè)電源，電源給連接的繼電器以及激光發(fā)射器進(jìn)行供電；

所述芯片用于控制繼電器開關(guān)與閉合，芯片通過線纜與所述繼電器連接，實(shí)現(xiàn)信號傳遞；

所述凸透鏡組包括至少三個(gè)第一凸透鏡以及至少一個(gè)第二凸透鏡；每個(gè)激光發(fā)射器發(fā)射的激光通過光纖傳送到一個(gè)第一凸透鏡上實(shí)現(xiàn)激光光線集中，然后激光光線通過第二凸透鏡進(jìn)行激光光線折射，使得激光光線進(jìn)入分光器；

所述分光器用于將激光均勻分成多束；所述分光器輸入端接收激光器發(fā)射的激光，輸出端連接多個(gè)多芯光纖；

所述氣室數(shù)量為多個(gè)，所述氣室安裝在地下管廊的不同位置，所述氣室與地向管廊聯(lián)通，地下管廊中的氣體填充在氣室內(nèi)部，氣室一側(cè)連接多芯光纖，實(shí)現(xiàn)激光輸入氣室，另一端連接多芯光纖，實(shí)現(xiàn)激光輸出氣室；

所述多芯光纖用于傳遞激光信號；氣室傳輸出的多芯光纖將激光傳輸至接收模塊；

所述接收模塊用于接收氣室傳出的激光，所述接收模塊與上位機(jī)之間通過線纜連接。

進(jìn)一步的，所述接收模塊包括接收平臺、多芯光纖固定架、凸透鏡、凸透鏡支架、光電傳感器以及光電傳感器旋轉(zhuǎn)裝置構(gòu)成；所述多芯光纖固定架、凸透鏡支架以及光電傳感器旋轉(zhuǎn)裝置均固定設(shè)置在所述接收平臺上；