一種油氣濃度測量系統的製作方法
2024-01-22 02:40:15
一種油氣濃度測量系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種油氣濃度測量系統，包括紅外光源、油氣測量氣室、油樣抽取裝置、加熱裝置、雙通道探測器、AD轉換電路、單片機以及後臺監控中心；所述紅外光源產生紅外雷射，並向所述油氣測量氣室投射紅外雷射，所述油樣抽取裝置設置於所述油氣測量氣室外部，並通過管道與油氣測量氣室連接，所述加熱裝置設置於所述油氣測量氣室內部，油氣測量氣室、雙通道探測器、AD轉換電路以及單片機依次連接，所述單片機還與後臺監控中心，所述單片機還分別與所述油樣抽取裝置和所述加熱裝置連接。本實用新型能夠對汽油、柴油、煤油、重油等揮發液體在近紅外長波範圍內的光譜測量，進而測量油氣的濃度。
【專利說明】
_種油氣濃度測量系統
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及測量領域，具體涉及一種油氣濃度測量系統。
【背景技術】
[0002]近紅外吸收光譜的原理建立於比爾-朗伯特定理之上，具體為:當測量光波穿過待測物質，物質特徵光譜會吸收光波的能量，因而導致探測到的光功率發生變化。因此可運用N IAS吸收波長的不同判斷物質的種類，並通過吸收量值的變化來判斷物質的濃度。因此獲得目標氣體在近紅外區域的吸收光譜特性，對於建立氣體濃度傳感具有重要意義。目前油氣濃度在線監測已成為安全監控、環境預警的關鍵環節和技術基礎，同時為安全評估提供數據支持和理論判據。傳統的油氣濃度在線監測技術主要有氣相色譜法、氣敏傳感器法、傅立葉紅外光譜法、光聲光譜法，超聲波法等但在實際使用中，這些方法存在取樣複雜、交叉敏感、長期穩定性差、檢測油氣組分不夠齊全、成本高等缺點。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提供了一種油氣濃度測量系統，能夠對汽油、柴油、煤油、重油等揮發液體在近紅外長波範圍內的光譜測量，進而測量油氣的濃度，能夠實時監測油氣濃度。
[0004]本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下:
[0005]本實用新型提供了一種油氣濃度測量系統，包括紅外光源、油氣測量氣室、油樣抽取裝置、加熱裝置、雙通道探測器、AD轉換電路、單片機以及後臺監控中心；
[0006]所述紅外光源產生紅外雷射並投向所述油氣測量氣室，所述油樣抽取裝置通過管道與油氣測量氣室連接，向油氣測量氣室抽入待測油樣，所述加熱裝置設置於所述油氣測量氣室內部，將油氣測量氣室中的待測油樣加熱成氣體，所述雙通道探測器接收穿過油氣測量氣室的紅外雷射信號，所述雙通道探測器、所述AD轉換電路以及單片機依次連接，所述單片機還與後臺監控中心，所述單片機還分別與所述油樣抽取裝置和所述加熱裝置連接。
[0007]本新型的有益效果為:利用紅外光源產生紅外雷射，讓紅外雷射投射油氣測量氣室，油氣測量氣室中有揮發的待測油氣，並採用雙通道探測器接收穿過油氣測量氣室的紅外雷射信號，通過接收的紅外雷射信號大小與參考信號大小來確定待測油氣的濃度值，本實用新型能夠對汽油、柴油、煤油、重油等揮發液體在近紅外長波範圍內的光譜測量，進而測量油氣的濃度，能夠實時監測油氣濃度。
[0008]在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以作如下改進。
[0009]進一步的，還包括光源TEC裝置，所述光源TEC裝置與所述紅外光源連接。
[0010]所述進一步的有益效果為:光源ETC裝置能夠使紅外光源發射的紅外雷射保持在穩定的溫度範圍內，避免紅外光源溫度過高損壞。
[0011]進一步的，所述紅外光源為輸出波長為2-5um的近紅外光的發光器件。
[0012]進一步的，還包括吹掃裝置，所述吹掃裝置設置於所述油氣測量氣室內部，將油氣測量氣室內的氣體油氣吹掃均勻，所述吹掃裝置與所述單片機連接。
[0013]所述進一步的有益效果為:利用吹掃裝置使油氣室內的油氣均勻揮發，使得油氣室內的油氣更均勻。
[0014]進一步的，還包括濾波放大電路，所述濾波放大電路連接於所述雙通道探測器和所述AD轉換電路之間。
[0015]所述進一步的有益效果為:採用濾波放大電路對探測器探測的信號進行幹擾信號的濾波，使得探測信號更準確。
[0016]進一步的，還包括電源電路和液晶顯示模塊，所述電源電路與所述液晶顯示模塊均與所述單片機連接。
[0017]所述進一步的有益效果為:將測量的油氣濃度值顯示於液晶顯示模塊上，使得工作人員可現場觀察。
[0018]進一步的，在所述油氣測量氣室與所述雙通道探測器之間靠近所述雙通道探測器處設置石英玻璃片。
[0019]所述進一步的有益效果為:在雙通道探測器前端設置石英玻璃片，可以使探測器避免被油性顆粒粘附而縮短壽命。
[0020]進一步的，所述雙通道探測器為吸收波長為3.4um的雙通道熱釋電探測器。
[0021]進一步的，所述單片機通過光纖或者無線GPRS與所述後臺監控中心連接。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型實施例的一種油氣濃度測量系統結構框圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖對本實用新型的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本實用新型，並非用於限定本實用新型的範圍。
[0024]實施例、一種油氣濃度測量系統。
[0025]參見圖1，包括紅外光源、油氣測量氣室、油樣抽取裝置、加熱裝置、雙通道探測器、AD轉換電路、單片機以及後臺監控中心;所述紅外光源產生紅外雷射，並向所述油氣測量氣室投射紅外雷射，所述油樣抽取裝置設置於所述油氣測量氣室外部，並通過管道與油氣測量氣室連接，所述加熱裝置設置於所述油氣測量氣室內部，所述雙通道探測器設置於所述油氣測量氣室的外部，接收穿過油氣測量氣室的紅外雷射信號，所述雙通道探測器、所述AD轉換電路以及單片機依次連接，所述單片機還與後臺監控中心，其中，單片機通過光纖或者無線GPRS與後臺監控中心連接。所述單片機還分別與所述油樣抽取裝置和所述加熱裝置連接。其中，本實施例中的紅外光源為輸出波長為2-5um的近紅外光的發光器件，雙通道探測器為吸收波長為3.4um的雙通道熱釋電探測器。
[0026]其中，還包括光源TEC(ThermoelectricCooler，半導體製冷器)裝置，所述光源TEC裝置與所述紅外光源連接，光源ETC裝置能夠使紅外光源發射的紅外雷射保持在穩定的溫度範圍內，避免紅外光源溫度過高損壞。油氣測量氣室內還設置有有吹掃裝置，使用吹掃裝置將油氣室內的油氣吹掃均勻，使得測量更準確，吹掃裝置還與單片機連接。在本實施例中，單片機可控制油氣抽取裝置、加熱裝置以及吹掃裝置，單片機可以控制油氣抽取裝置、加熱裝置以及吹掃裝置工作的時間，以及可控制油氣抽取裝置的抽油量、加熱裝置的溫度和吹掃裝置的吹風力度。
[0027]在所述雙通道探測器和所述AD轉換電路之間還連接有濾波放大電路，採用濾波放大電路對探測器探測的信號進行幹擾信號的濾波，使得探測信號更準確。與單片機還連接有電源電路和液晶顯示模塊，電源電路為單片機供電，液晶顯示模塊將單片機測量的油氣濃度進行顯示。在所述油氣測量氣室與所述雙通道探測器之間靠近所述雙通道探測器設置石英玻璃片，在雙通道探測器前端設置石英玻璃片，可以使探測器避免被油性顆粒粘附而縮短壽命。
[0028]採用本實施例提供的油氣濃度測量系統的工作原理為:油樣抽取裝置將待測的油注入油氣測量氣室，採用加熱裝置對注入油氣測量氣室內的油進行加熱使之揮發，然後利用吹掃裝置對加熱後的油氣進行吹掃，使得油氣室內的油氣均勻揮發，避免油氣室內的油氣揮發不均勻造成測量誤差。紅外光源發射紅外雷射穿過油氣測量氣室，雙通道探測器的一個通道接收穿過油氣測量氣室後的紅外信號，雙通道探測器的另一個通道為參考紅外信號。兩路紅外信號均經過濾波放大電路進行濾波放大後再進行AD轉換後，進行單片機，單片機將兩路紅外信號的大小進行比較，根據已知的參考信號的對應的油氣濃度，能夠計算出待測油氣濃度值，並在現場的液晶顯示模塊上進行顯示，方便現場工作人員查看；另外，單片機還將測量的油氣濃度測量值通過無線通信方式發給給遠程的後臺監控中心，比如，單片機通過GPRS將油氣濃度測量值發送給後臺監控中心。
[0029]本實用新型提供的一種油氣濃度測量系統，能夠對汽油、柴油、煤油、重油等揮發液體在近紅外長波範圍內的光譜測量，進而測量油氣的濃度，能夠實時監測油氣濃度;為紅外光源設置光源ETC裝置，能夠使紅外光源發射的紅外雷射保持在穩定的溫度範圍內；利用吹掃裝置使油氣室內的油氣均勻揮發，使得油氣室內的油氣更均勻;在雙通道探測器前端設置石英玻璃片，可以使探測器避免被油性顆粒粘附而縮短壽命。
[0030]在本說明書的描述中，參考術語「實施例一」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體方法、裝置或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、方法、裝置或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
[0031]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【主權項】
1.一種油氣濃度測量系統，其特徵在於，包括紅外光源、油氣測量氣室、油樣抽取裝置、加熱裝置、雙通道探測器、AD轉換電路、單片機以及後臺監控中心； 所述紅外光源產生紅外雷射並投向所述油氣測量氣室，所述油樣抽取裝置通過管道與油氣測量氣室連接，向油氣測量氣室抽入待測油樣，所述加熱裝置設置於所述油氣測量氣室內部，將油氣測量氣室中的待測油樣加熱成氣體，所述雙通道探測器接收穿過油氣測量氣室的紅外雷射信號，所述雙通道探測器、所述AD轉換電路以及單片機依次連接，所述單片機還與後臺監控中心，所述單片機還分別與所述油樣抽取裝置和所述加熱裝置連接。2.如權利要求1所述的油氣濃度測量系統，其特徵在於，還包括光源TEC裝置，所述光源TEC裝置與所述紅外光源連接。3.如權利要求2所述的一種油氣濃度測量系統，其特徵在於，所述紅外光源為輸出波長為2_5um的近紅外光的發光器件。4.如權利要求1所述的油氣濃度測量系統，其特徵在於，還包括吹掃裝置，所述吹掃裝置設置於所述油氣測量氣室內部，將油氣測量氣室內的氣體油氣吹掃均勻，所述吹掃裝置與所述單片機連接。5.如權利要求4所述的一種油氣濃度測量系統，其特徵在於，還包括濾波放大電路，所述濾波放大電路連接於所述雙通道探測器和所述AD轉換電路之間。6.如權利要求1所述的一種油氣濃度測量系統，其特徵在於，還包括電源電路和液晶顯示模塊，所述電源電路與所述液晶顯示模塊均與所述單片機連接。7.如權利要求5所述的一種油氣濃度測量系統，其特徵在於，在所述油氣測量氣室與所述雙通道探測器之間靠近所述雙通道探測器處設置石英玻璃片。8.如權利要求5所述的一種油氣濃度測量系統，其特徵在於，所述雙通道探測器為吸收波長為3.4um的雙通道熱釋電探測器。9.如權利要求1所述的一種油氣濃度測量系統，其特徵在於，所述單片機通過光纖或者無線GPRS與所述後臺監控中心連接。
【文檔編號】G01N21/3504GK205719960SQ201620640009
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月23日
【發明人】李亮亮, 胡學秋, 張春萍, 武治國, 呂植勇
【申請人】武漢新烽光電股份有限公司