[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于離散多光譜的氣體濃度檢測(cè)裝備與方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210125728.1
• 申請(qǐng)日: 2022-02-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116625952A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武國(guó)正;唐古拉;李治文;裴悅;楊杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)科創(chuàng)（北京）信息技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/25
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/25;G01N21/27
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供一種基于離散多光譜的氣體濃度的檢測(cè)裝備及相應(yīng)的檢測(cè)方法，所述檢測(cè)裝備包括檢測(cè)端與反射端，所述檢測(cè)端包括氣體檢測(cè)腔室，該氣體檢測(cè)腔室包括至少兩個(gè)檢測(cè)氣體進(jìn)氣口和至少一個(gè)常規(guī)進(jìn)氣口、至少一個(gè)常規(guī)出氣口，所述氣體檢測(cè)腔室頂部中間區(qū)域設(shè)置光學(xué)檢測(cè)探頭，與光學(xué)檢測(cè)探頭相對(duì)應(yīng)布局光學(xué)檢測(cè)背景底板；氣體檢測(cè)腔室設(shè)置在支撐底座上部，氣體檢測(cè)腔室的端面布局氣體進(jìn)氣口，光學(xué)檢測(cè)探頭的兩端布局常規(guī)進(jìn)氣口和常規(guī)出氣口。所述檢測(cè)設(shè)備經(jīng)過(guò)預(yù)處理及平均后，獲得氣體中相關(guān)參數(shù)的光強(qiáng)數(shù)據(jù)，與背景光強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行共同分析后，得出具體濃度值。本發(fā)明所述裝備和方法可大大減少設(shè)備的開(kāi)發(fā)難度和消除相關(guān)冗余信息，為檢測(cè)裝備小型化和便攜化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣體濃度檢測(cè)裝備與方法，屬于環(huán)保檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在氣體濃度檢測(cè)領(lǐng)域，多采用非分散紅外法、紫外差分吸收光譜法、可調(diào)諧半導(dǎo)體激光法，這幾種方法不僅成本高，且都需要復(fù)雜的光路和控制系統(tǒng)，不利于技術(shù)的推廣與應(yīng)用。有研究表明，氣體中中的NO、CH、CO、CO₂等多集中在紫外光譜波段(200-400nm)，紅外光譜段(3000nm-5000nm)等，利用這幾種氣體的特征吸收波長(zhǎng)搭建檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氣體濃度的檢測(cè)，可大大減少設(shè)備的開(kāi)發(fā)難度和消除相關(guān)冗余信息，為檢測(cè)裝備小型化和便攜化提供基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明以氣體中中的NO、CH、CO、CO₂等為檢測(cè)目標(biāo)，提出一種基于離散多光譜的氣體濃度檢測(cè)裝備與方法。

本發(fā)明第一方面提供一種基于離散多光譜的氣體濃度檢測(cè)裝備，包括檢測(cè)端與反射端，檢測(cè)端包括氣體檢測(cè)腔室，該氣體檢測(cè)腔室包括至少兩個(gè)檢測(cè)氣體進(jìn)氣口和至少一個(gè)常規(guī)進(jìn)氣口、至少一個(gè)常規(guī)出氣口，所述氣體檢測(cè)腔室頂部中間區(qū)域設(shè)置光學(xué)檢測(cè)探頭。

所述氣體檢測(cè)腔室設(shè)置在支撐底座上部，氣體檢測(cè)腔室的端面布局氣體進(jìn)氣口，光學(xué)檢測(cè)探頭的兩端布局常規(guī)進(jìn)氣口和常規(guī)出氣口。

優(yōu)選地，氣體檢測(cè)腔室的一個(gè)端面中心布局激光光源、另一個(gè)端面開(kāi)對(duì)應(yīng)的光學(xué)出射口，在激光光源下端布局光電檢測(cè)器，用于接收與檢測(cè)激光光源經(jīng)反射端反射的光信號(hào)。

優(yōu)選地，所述氣體檢測(cè)腔室還設(shè)置光學(xué)檢測(cè)背景底板，光學(xué)檢測(cè)背景底板與光學(xué)檢測(cè)探頭相對(duì)應(yīng)；

優(yōu)選地，光學(xué)檢測(cè)探頭中間布局光電檢測(cè)器，用于采集經(jīng)過(guò)氣體后的光學(xué)信號(hào)；

優(yōu)選地，光電檢測(cè)器周?chē)季止庠茨K；

反射端包括反射端腔室、反射端固定柱、激光光線通過(guò)孔；

優(yōu)選地，反射端腔室一端面中心布局激光光線通過(guò)孔，反射腔底部布局反射端固定底座；

優(yōu)選地，反射腔腔室的另一個(gè)端面布局反射鏡，反射鏡底部布局反射鏡安裝底座；

優(yōu)選地，在檢測(cè)端的光學(xué)檢測(cè)探頭中，為了盡量大范圍地采集檢測(cè)腔室內(nèi)的氣體光學(xué)信號(hào)，選擇與所檢測(cè)的氣體濃度中參數(shù)相關(guān)的幾個(gè)特征波長(zhǎng)LED光源，結(jié)合鏡頭尺寸、物距大小、及檢測(cè)腔內(nèi)的氣體截面尺寸大小，共同設(shè)計(jì)適合腔室內(nèi)均勻采集氣體的光學(xué)檢測(cè)探頭。

優(yōu)選地，離散的LED光源與氣體中的某種或幾種氣體的特征吸收波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)，檢測(cè)器的主要作用是收集從光學(xué)經(jīng)過(guò)氣體樣品后從背景反射出來(lái)的漫反射光，并匯聚到光強(qiáng)檢測(cè)芯片上。

優(yōu)選地，在光學(xué)檢測(cè)探頭內(nèi)部設(shè)置的光源模塊依次點(diǎn)亮照射氣體檢測(cè)樣品，光源模塊所發(fā)出的光照射氣體樣品后，到達(dá)所述光學(xué)檢測(cè)背景底板，再經(jīng)所述光學(xué)檢測(cè)背景底板反射到檢測(cè)器，所獲得的光強(qiáng)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)光電檢測(cè)器轉(zhuǎn)換后，用于后期分析。