一種基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀的製作方法
2023-07-12 21:42:41
一種基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀，包括機體、處理器、TDLAS雷射發生器、透鏡、光電轉換器、指示器；所述處理器和所述光電轉換器設於所述機體的內部，所述TDLAS雷射發生器的發射端、所述透鏡的接收端以及所述指示器均設於所述機體的外部；所述處理器與所述TDLAS雷射發生器連接；所述光電轉換器設於與所述透鏡的接收端相反的另一端；所述處理器還與所述光電轉換器連接；所述處理器還與所述指示器連接。本實用新型結構明確、操作簡單；能夠實現非接觸式的氣體檢測，並能夠在高溫、高輻射的環境中檢測；更重要的是其檢測反應時間<1秒，檢測方法可以實現遙測，最大距離可達100米。
【專利說明】
一種基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀
技術領域
[0001]本實用新型涉及檢測領域，尤其涉及有毒、有害、爆炸性氣體的檢測領域，具體涉及一種基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀。
【背景技術】
[0002]氣體檢測儀，是一種氣體洩露濃度檢測的儀器儀表工具，主要是指可攜式氣體檢測儀。目前來看，傳統的可攜式氣體檢測儀，採用的是電化學、催化燃燒、PID、半導體的原理來實現氣體檢測的，而這種檢測技術都需要傳感器直接接觸被檢測的氣體，因此，當檢測儀報警的時候，人員往往已經處於危險的環境中，而且，有些場合也不適於人員帶著氣體檢測儀進入進行直接檢測。此外，傳統的可攜式氣體檢測儀的檢測速度通常都在幾十秒，反應緩慢。
[0003]分子的光譜吸收，是指當分子吸收一定能力的光量子時，就會從較低能級基態躍迀到較高能級，被吸收的能量必須與分子躍迀前後的能量差恰好相等，否則不能被吸收。由於各物質分子結構不同，對不同能力的光量子會有選擇性的吸收，總的來說，物質含量越多，吸收也就越多，基於這種特性，可以對物質進行定性定量的檢測。
[0004]可調諧半導體雷射器(TDLAS)，具有窄線寬和波長隨注入電流改變的特性，因此，可以實現對分子的單個或幾個距離很近很難分辨的吸收線進行測量。此外，TDLAS由於其線寬非常窄，可以有效地防止臨近吸收譜氣體的幹擾，因此具有相當優異的選擇性。
【實用新型內容】
[0005]基於傳統的可攜式氣體檢測儀在實際使用過程中存在的諸多弊端，本實用新型提供了一種基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀，結構明確、操作簡單;能夠實現非接觸式的氣體檢測，從而使工作人員遠離危險惡劣的環境，並能夠在高溫、高輻射的環境中檢測;更重要的是所述基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀的檢測反應時間〈I秒，檢測方法可以實現遙測，最大距離可達100米。
[0006]本實用新型的技術方案為:一種基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀，包括機體、處理器、TDLAS雷射發生器、透鏡、光電轉換器、指示器;所述處理器和所述光電轉換器設於所述機體的內部，所述TDLAS雷射發生器的發射端、所述透鏡的接收端以及所述指示器均設於所述機體的外部;所述處理器與所述TDLAS雷射發生器連接，用於控制所述TDLAS雷射發生器;所述光電轉換器設於與所述透鏡的接收端相反的另一端，用於接受透過所述透鏡的雷射信號並將所述雷射信號轉換成電信號;所述處理器還與所述光電轉換器連接，用於處理所述電信號並得到處理結果;所述處理器還與所述指示器連接，通過所述指示器指示所述處理結果。
[0007]在本實用新型的一個實施例中，所述指示器為一顯示器，通過文字圖像指示所述處理器得到的處理結果。或者，所述指示器為一警報器，通過聲音指示所述處理器得到的處理結果。
[0008]在另外一個實施例中，所述光電轉換器為一種銦鎵砷光電管。
[0009]在其中一個實施例中，所述的基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀還包括一反射鏡，其在實際應用時設於洩漏氣體的另外一側，即洩漏氣體在所述反射鏡與所述TDLAS雷射發生器的發射端或所述透鏡的接收端的之間。
[0010]本實用新型提供的技術方案，能夠實現非接觸式的氣體檢測，從而使工作人員遠離危險惡劣的環境，由於是非接觸的檢測，尤其適用於在一些傳統傳感器無法實現的比如高溫、高輻射的環境中，更重要的是所述基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀的檢測反應時間< I秒，檢測方法可以實現遙測，最大距離可達100米。
[0011]除此以外，相對與固定式雷射氣體檢測儀器，由於其位置固定只有覆蓋特定的範圍，而可攜式氣體檢測儀由於其攜帶方便，非常有利用檢測一些長距離的輸送管道的洩漏檢測，由於是非接觸的，基於可調諧半導體雷射的氣體檢測的反應時間在毫秒級，可以非常快的掃過一定區域。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的一個實施例的結構透視圖；
[0013]圖2為本實用新型的一個實施例的應用圖。
【具體實施方式】
[0014]本實用新型提供了一種基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀，包括機體1、處理器2、TDLAS雷射發生器3、透鏡4、光電轉換器5、指示器6;所述處理器2和所述光電轉換器5設於所述機體I的內部，所述TDLAS雷射發生器3的發射端、所述透鏡4的接收端以及所述指示器6均設於所述機體的外部;所述處理器2與所述TDLAS雷射發生器3連接，用於控制所述TDLAS雷射發生器3;所述光電轉換器5設於與所述透鏡4的接收端相反的另一端，用於接受透過所述透鏡4的雷射信號並將所述雷射信號轉換成電信號;所述處理器2還與所述光電轉換器5連接，用於處理所述電信號並得到處理結果;所述處理器2還與所述指示器6連接，通過所述指示器6指示所述處理結果。
[0015]在本實用新型的一個實施例中，本實用新型提供了一種基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀，包括機體1、處理器2、TDLAS雷射發生器3、透鏡4、光電轉換器5、指示器6;所述處理器2和所述光電轉換器5設於所述機體I的內部，所述TDLAS雷射發生器3的發射端、所述透鏡4的接收端以及所述指示器6均設於所述機體的外部；所述處理器2與所述TDLAS雷射發生器3連接，用於控制所述TDLAS雷射發生器3;所述光電轉換器5設於與所述透鏡4的接收端相反的另一端，用於接受透過所述透鏡4的雷射信號並將所述雷射信號轉換成電信號;所述處理器2還與所述光電轉換器5連接，用於處理所述電信號並得到處理結果;所述處理器2還與所述指示器6連接，通過所述指示器6指示所述處理結果;所述指示器6為一顯示器，通過文字圖像指示所述處理器2得到的處理結果，或者，所述指示，6為一警報器，通過聲音指示所述處理器2得到的處理結果。
[0016]在另外一個實施例中，本實用新型提供了一種基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀，包括機體1、處理器2、TDLAS雷射發生器3、透鏡4、光電轉換器5、指示器6;所述處理器2和所述光電轉換器5設於所述機體I的內部，所述TDLAS雷射發生器3的發射端、所述透鏡4的接收端以及所述指示器6均設於所述機體的外部;所述處理器2與所述TDLAS雷射發生器3連接，用於控制所述TDLAS雷射發生器3;所述光電轉換器5設於與所述透鏡4的接收端相反的另一端，用於接受透過所述透鏡4的雷射信號並將所述雷射信號轉換成電信號;所述處理器2還與所述光電轉換器5連接，用於處理所述電信號並得到處理結果;所述處理器2還與所述指示器6連接，通過所述指示器6指示所述處理結果;所述光電轉換器5為一種銦鎵砷光電管。
[0017]在其中一個實施例中，本實用新型提供了一種基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀，包括機體1、處理器2、TDLAS雷射發生器3、透鏡4、光電轉換器5、指示器6;所述處理器2和所述光電轉換器5設於所述機體I的內部，所述TDLAS雷射發生器3的發射端、所述透鏡4的接收端以及所述指示器6均設於所述機體的外部;所述處理器2與所述TDLAS雷射發生器3連接，用於控制所述TDLAS雷射發生器3;所述光電轉換器5設於與所述透鏡4的接收端相反的另一端，用於接受透過所述透鏡4的雷射信號並將所述雷射信號轉換成電信號;所述處理器2還與所述光電轉換器5連接，用於處理所述電信號並得到處理結果;所述處理器2還與所述指示器6連接，通過所述指示器6指示所述處理結果;所述的基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀還包括一反射鏡，其在實際應用時設於洩漏氣體的另外一側，即洩漏氣體在所述反射鏡與所述TDLAS雷射發生器3的發射端或所述透鏡4的接收端的之間。
[0018]在實際使用過程中，特定波長的TDLAS雷射發生器3由處理器2產生的鋸齒掃描信號驅動，紅外雷射穿過被檢測氣體，到達發射面7，反射面7既可以是專用的反射鏡也可以是普通的淺色牆體、罐體或者管道;透鏡4用於收集放大反射回來的雷射信號，光電轉換器5將接受到的雷射信號轉換成電信號，一般光電轉換使用銦鎵砷光電管;處理器2將接受到的信號進行數位化濾波處理分析，當雷射路徑上有漏的氣體，紅外雷射就會被吸收，通過檢測雷射的吸收量就可以計算出洩漏氣體的濃度，最後通過指示器6指示氣體的濃度。
[0019]具體地，處理器2，產生控制雷射器的電流信號，使雷射的波長在一個小範圍內來回掃描，被檢測氣體分子的吸收譜需要在這個掃描波長的範圍內，紅外雷射穿越被檢測的區域，在沒有發生被檢測氣體洩漏的情況下，雷射不會被吸收，當發生氣體洩漏，雷射早掃描到洩漏氣體吸收峰處，雷射將被吸收，處理器2可以根據吸收的量，檢測出特定氣體的濃度。
[0020]以上對本實用新型的具體實施例進行了詳細描述，但其只作為範例，本實用新型並不限制於以上描述的具體實施例。對於本領域技術人員而言，任何對該實用進行的等同修改和替代也都在本實用新型的範疇之中。因此，在不脫離本實用新型的精神和範圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本實用新型的範圍內。
【主權項】
1.一種基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀，其特徵在於，包括機體、處理器、TDLAS雷射發生器、透鏡、光電轉換器、指示器;所述處理器和所述光電轉換器設於所述機體的內部，所述TDLAS雷射發生器的發射端、所述透鏡的接收端以及所述指示器均設於所述機體的外部;所述處理器與所述TDLAS雷射發生器連接，用於控制所述TDLAS雷射發生器;所述光電轉換器設於與所述透鏡的接收端相反的另一端，用於接受透過所述透鏡的雷射信號並將所述雷射信號轉換成電信號;所述處理器還與所述光電轉換器連接，用於處理所述電信號並得到處理結果;所述處理器還與所述指示器連接，通過所述指示器指示所述處理結果。2.根據權利要求1所述的基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀，其特徵在於，所述指示器可以為顯示器或警報器，分別通過文字圖像或聲音進行指示。3.根據權利要求1所述的基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀，其特徵在於，所述光電轉換器為一種銦鎵砷光電管。4.根據權利要求1所述的基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀，其特徵在於，還包括一反射鏡。5.根據權利要求4所述的基於可調諧半導體雷射的可攜式氣體檢測儀，其特徵在於，洩漏氣體在所述反射鏡與TDLAS雷射發生器3的發射端或透鏡4的接收端的之間。
【文檔編號】G01N21/39GK205719963SQ201620584928
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】劉千軍, 張永強
【申請人】上海萊帝科技有限公司