一種油氣濃度測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種油氣濃度測量系統(tǒng)，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(zhuǎn)換電路、單片機(jī)以及后臺監(jiān)控中心；所述紅外光源產(chǎn)生紅外激光，并向所述油氣測量氣室投射紅外激光，所述油樣抽取裝置設(shè)置于所述油氣測量氣室外部，并通過管道與油氣測量氣室連接，所述加熱裝置設(shè)置于所述油氣測量氣室內(nèi)部，油氣測量氣室、雙通道探測器、AD轉(zhuǎn)換電路以及單片機(jī)依次連接，所述單片機(jī)還與后臺監(jiān)控中心，所述單片機(jī)還分別與所述油樣抽取裝置和所述加熱裝置連接。本實(shí)用新型能夠?qū)ζ?、柴油、煤油、重油等揮發(fā)液體在近紅外長波范圍內(nèi)的光譜測量，進(jìn)而測量油氣的濃度。
【專利說明】
_種油氣濃度測量系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及測量領(lǐng)域，具體涉及一種油氣濃度測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近紅外吸收光譜的原理建立于比爾-朗伯特定理之上，具體為:當(dāng)測量光波穿過待測物質(zhì)，物質(zhì)特征光譜會(huì)吸收光波的能量，因而導(dǎo)致探測到的光功率發(fā)生變化。因此可運(yùn)用N IAS吸收波長的不同判斷物質(zhì)的種類，并通過吸收量值的變化來判斷物質(zhì)的濃度。因此獲得目標(biāo)氣體在近紅外區(qū)域的吸收光譜特性，對于建立氣體濃度傳感具有重要意義。目前油氣濃度在線監(jiān)測已成為安全監(jiān)控、環(huán)境預(yù)警的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)為安全評估提供數(shù)據(jù)支持和理論判據(jù)。傳統(tǒng)的油氣濃度在線監(jiān)測技術(shù)主要有氣相色譜法、氣敏傳感器法、傅里葉紅外光譜法、光聲光譜法，超聲波法等但在實(shí)際使用中，這些方法存在取樣復(fù)雜、交叉敏感、長期穩(wěn)定性差、檢測油氣組分不夠齊全、成本高等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型提供了一種油氣濃度測量系統(tǒng)，能夠?qū)ζ汀⒉裼?、煤油、重油等揮發(fā)液體在近紅外長波范圍內(nèi)的光譜測量，進(jìn)而測量油氣的濃度，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測油氣濃度。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0005]本實(shí)用新型提供了一種油氣濃度測量系統(tǒng)，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(zhuǎn)換電路、單片機(jī)以及后臺監(jiān)控中心；
[0006]所述紅外光源產(chǎn)生紅外激光并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(shè)置于所述油氣測量氣室內(nèi)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激光信號，所述雙通道探測器、所述AD轉(zhuǎn)換電路以及單片機(jī)依次連接，所述單片機(jī)還與后臺監(jiān)控中心，所述單片機(jī)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(chǎn)生紅外激光，讓紅外激光投射油氣測量氣室，油氣測量氣室中有揮發(fā)的待測油氣，并采用雙通道探測器接收穿過油氣測量氣室的紅外激光信號，通過接收的紅外激光信號大小與參考信號大小來確定待測油氣的濃度值，本實(shí)用新型能夠?qū)ζ汀⒉裼?、煤油、重油等揮發(fā)液體在近紅外長波范圍內(nèi)的光譜測量，進(jìn)而測量油氣的濃度，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測油氣濃度。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以作如下改進(jìn)。
[0009]進(jìn)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(jìn)一步的有益效果為:光源ETC裝置能夠使紅外光源發(fā)射的紅外激光保持在穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)，避免紅外光源溫度過高損壞。
[0011]進(jìn)一步的，所述紅外光源為輸出波長為2-5um的近紅外光的發(fā)光器件。
[0012]進(jìn)一步的，還包括吹掃裝置，所述吹掃裝置設(shè)置于所述油氣測量氣室內(nèi)部，將油氣測量氣室內(nèi)的氣體油氣吹掃均勻，所述吹掃裝置與所述單片機(jī)連接。
[0013]所述進(jìn)一步的有益效果為:利用吹掃裝置使油氣室內(nèi)的油氣均勻揮發(fā)，使得油氣室內(nèi)的油氣更均勻。
[0014]進(jìn)一步的，還包括濾波放大電路，所述濾波放大電路連接于所述雙通道探測器和所述AD轉(zhuǎn)換電路之間。
[0015]所述進(jìn)一步的有益效果為:采用濾波放大電路對探測器探測的信號進(jìn)行干擾信號的濾波，使得探測信號更準(zhǔn)確。
[0016]進(jìn)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(jī)連接。
[0017]所述進(jìn)一步的有益效果為:將測量的油氣濃度值顯示于液晶顯示模塊上，使得工作人員可現(xiàn)場觀察。
[0018]進(jìn)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(shè)置石英玻璃片。
[0019]所述進(jìn)一步的有益效果為:在雙通道探測器前端設(shè)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(jìn)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(jìn)一步的，所述單片機(jī)通過光纖或者無線GPRS與所述后臺監(jiān)控中心連接。
【附圖說明】

[0022]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種油氣濃度測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0024]實(shí)施例、一種油氣濃度測量系統(tǒng)。
[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(zhuǎn)換電路、單片機(jī)以及后臺監(jiān)控中心;所述紅外光源產(chǎn)生紅外激光，并向所述油氣測量氣室投射紅外激光，所述油樣抽取裝置設(shè)置于所述油氣測量氣室外部，并通過管道與油氣測量氣室連接，所述加熱裝置設(shè)置于所述油氣測量氣室內(nèi)部，所述雙通道探測器設(shè)置于所述油氣測量氣室的外部，接收穿過油氣測量氣室的紅外激光信號，所述雙通道探測器、所述AD轉(zhuǎn)換電路以及單片機(jī)依次連接，所述單片機(jī)還與后臺監(jiān)控中心，其中，單片機(jī)通過光纖或者無線GPRS與后臺監(jiān)控中心連接。所述單片機(jī)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(shí)施例中的紅外光源為輸出波長為2-5um的近紅外光的發(fā)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(dǎo)體制冷器)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(fā)射的紅外激光保持在穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)，避免紅外光源溫度過高損壞。油氣測量氣室內(nèi)還設(shè)置有有吹掃裝置，使用吹掃裝置將油氣室內(nèi)的油氣吹掃均勻，使得測量更準(zhǔn)確，吹掃裝置還與單片機(jī)連接。在本實(shí)施例中，單片機(jī)可控制油氣抽取裝置、加熱裝置以及吹掃裝置，單片機(jī)可以控制油氣抽取裝置、加熱裝置以及吹掃裝置工作的時(shí)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(fēng)力度。
[0027]在所述雙通道探測器和所述AD轉(zhuǎn)換電路之間還連接有濾波放大電路，采用濾波放大電路對探測器探測的信號進(jìn)行干擾信號的濾波，使得探測信號更準(zhǔn)確。與單片機(jī)還連接有電源電路和液晶顯示模塊，電源電路為單片機(jī)供電，液晶顯示模塊將單片機(jī)測量的油氣濃度進(jìn)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(shè)置石英玻璃片，在雙通道探測器前端設(shè)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]采用本實(shí)施例提供的油氣濃度測量系統(tǒng)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，采用加熱裝置對注入油氣測量氣室內(nèi)的油進(jìn)行加熱使之揮發(fā)，然后利用吹掃裝置對加熱后的油氣進(jìn)行吹掃，使得油氣室內(nèi)的油氣均勻揮發(fā)，避免油氣室內(nèi)的油氣揮發(fā)不均勻造成測量誤差。紅外光源發(fā)射紅外激光穿過油氣測量氣室，雙通道探測器的一個(gè)通道接收穿過油氣測量氣室后的紅外信號，雙通道探測器的另一個(gè)通道為參考紅外信號。兩路紅外信號均經(jīng)過濾波放大電路進(jìn)行濾波放大后再進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行單片機(jī)，單片機(jī)將兩路紅外信號的大小進(jìn)行比較，根據(jù)已知的參考信號的對應(yīng)的油氣濃度，能夠計(jì)算出待測油氣濃度值，并在現(xiàn)場的液晶顯示模塊上進(jìn)行顯示，方便現(xiàn)場工作人員查看；另外，單片機(jī)還將測量的油氣濃度測量值通過無線通信方式發(fā)給給遠(yuǎn)程的后臺監(jiān)控中心，比如，單片機(jī)通過GPRS將油氣濃度測量值發(fā)送給后臺監(jiān)控中心。
[0029]本實(shí)用新型提供的一種油氣濃度測量系統(tǒng)，能夠?qū)ζ?、柴油、煤油、重油等揮發(fā)液體在近紅外長波范圍內(nèi)的光譜測量，進(jìn)而測量油氣的濃度，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測油氣濃度;為紅外光源設(shè)置光源ETC裝置，能夠使紅外光源發(fā)射的紅外激光保持在穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)；利用吹掃裝置使油氣室內(nèi)的油氣均勻揮發(fā)，使得油氣室內(nèi)的油氣更均勻;在雙通道探測器前端設(shè)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(shù)語“實(shí)施例一”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體方法、裝置或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、方法、裝置或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。
[0031]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油氣濃度測量系統(tǒng)，其特征在于，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(zhuǎn)換電路、單片機(jī)以及后臺監(jiān)控中心； 所述紅外光源產(chǎn)生紅外激光并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(shè)置于所述油氣測量氣室內(nèi)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激光信號，所述雙通道探測器、所述AD轉(zhuǎn)換電路以及單片機(jī)依次連接，所述單片機(jī)還與后臺監(jiān)控中心，所述單片機(jī)還分別與所述油樣抽取裝置和所述加熱裝置連接。2.如權(quán)利要求1所述的油氣濃度測量系統(tǒng)，其特征在于，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(quán)利要求2所述的一種油氣濃度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外光源為輸出波長為2_5um的近紅外光的發(fā)光器件。4.如權(quán)利要求1所述的油氣濃度測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括吹掃裝置，所述吹掃裝置設(shè)置于所述油氣測量氣室內(nèi)部，將油氣測量氣室內(nèi)的氣體油氣吹掃均勻，所述吹掃裝置與所述單片機(jī)連接。5.如權(quán)利要求4所述的一種油氣濃度測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括濾波放大電路，所述濾波放大電路連接于所述雙通道探測器和所述AD轉(zhuǎn)換電路之間。6.如權(quán)利要求1所述的一種油氣濃度測量系統(tǒng)，其特征在于，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(jī)連接。7.如權(quán)利要求5所述的一種油氣濃度測量系統(tǒng)，其特征在于，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(shè)置石英玻璃片。8.如權(quán)利要求5所述的一種油氣濃度測量系統(tǒng)，其特征在于，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(quán)利要求1所述的一種油氣濃度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)通過光纖或者無線GPRS與所述后臺監(jiān)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(fā)明人】李亮亮, 胡學(xué)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