CN103398973B - 一种多波长复合光谱类比法移动式气体检测报警装置 - Google Patents

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张小沁
刘刚
陈默
李茂�
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Shanghai Research Institute of Chemical Industry SRICI
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Abstract

本发明涉及一种多波长复合光谱类比法移动式气体检测报警装置，包括采样头：由滤清器、伸缩节和磁性吸附底座组成；隔膜泵：为带有压力表的隔膜式气泵，其一端连接采样头另一端连接多重红外谱线吸收器；多重红外谱线吸收器：由恒温箱，气体预热盘管，串联红外谱线吸收单元以及节流阀组成；气体预热盘管，串联红外谱线吸收单元置于恒温箱内，隔膜泵通过管道依次连接气体预热盘管、串联红外谱线吸收单元以及设置在恒温箱外的节流阀；电源及控制信号采集装置：分别连接多重红外谱线吸收器和计算机；GPS天线：连接计算机。与现有技术相比，本发明装置具有结构简单，轻便坚固，响应快速等优点。并可实现移动式车载，可对各种有害或异常气体进行检测报警。

Description

一种多波长复合光谱类比法移动式气体检测报警装置
技术领域
本发明涉及一种气体检测报警装置，尤其是涉及一种多波长复合光谱类比法移动式气体检测报警装置。
背景技术
工业生产是大气污染的一个重要来源。排放到大气中的污染物种类繁多，有烟尘、硫的氧化物、氮的氧化物、有机化合物、卤化物、碳氢化合物等。其中常见有毒有害气体按其毒害性质不同，可分为：
①刺激性气体：是指对眼和呼吸道粘膜有刺激作用的气体，它是化学工业常遇到的有毒气体。最常见的有氯、氨、氮氧化物、光气、氟化氢、二氧化硫、三氧化硫和硫酸二甲酯等。
②窒息性气体：是指能造成机体缺氧的有毒气体，窒息性气体可分为单纯窒息性气体、血液窒息性气体和细胞窒息性气体。如氮气、甲烷、乙烷、乙烯、一氧化碳、硝基苯的蒸气、氰化氢、硫化氢等。
由于有毒有害气体对人体和环境产生严重的危害，因此对这些气体进行实时检测和报警显得尤为重要。
目前对有毒有害气体进行实时检测和报警主要是利用常规分光型红外吸收光谱仪，该光谱仪主要是用于化合物定性分析，只具备一定的定量功能。其采用棱镜或光栅作为单色器，产生连续波长的单色光照射样品，把得到的红外光谱和光谱库对照分析，从而确定化学结构。
同时上述常规分光型红外吸收光谱仪都是单波长的，只可特定、有选择的测定单一气体的浓度。
针对以上存在的不足，本发明提出利用复合光谱类比法实现气体检测报警，其关键部件采用非分光式红外接收传感单元，由红外光源，气室，波长滤波器以及红外探测器组成。实现多波长组合可检测SO2、NO、CH4、SF6、CO等气体。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单，轻便坚固，响应快速的波长复合光谱类比法移动式气体检测报警装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种多波长复合光谱类比法移动式气体检测报警装置，其特征在于，包括
采样头：由滤清器、伸缩节和磁性吸附底座组成；
隔膜泵：为带有压力表的隔膜式气泵，其一端连接采样头另一端连接多重红外谱线吸收器；
多重红外谱线吸收器：由恒温箱，气体预热盘管，串联红外谱线吸收单元以及节流阀组成；气体预热盘管，串联红外谱线吸收单元置于恒温箱内，隔膜泵通过管道依次连接气体预热盘管、串联红外谱线吸收单元以及设置在恒温箱外的节流阀；
电源及控制信号采集装置：分别连接多重红外谱线吸收器和计算机；
GPS天线：连接计算机；
计算机：通过GPS天线导航即时标定所处的位置，并将正常状态的气体变化特征信息与当时的不同波长的吸收强度逐个进行比较，以获得是否异常的结论。
所述的装置为车载式装置，采样头置于车顶，隔膜泵、多重红外谱线吸收器、电源及控制信号采集装置和计算机置于车内。
所述的滤清器带有进气口，通过伸缩节调节进气口的高度。
所述的串联红外谱线吸收单元有红外接收器和红外发射源及滤光片组成；待测气体流经不同波长吸收单元，显示不同的吸收强度，这与气体中不同组分的含量变化有关，可以连续的曲线显示。
所述的串联红外谱线吸收单元根据需选择不同的波长与数目红外接收器和红外发射源进行搭配。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)响应迅速。能够做到即时数据显示与处理。通过与储存的正常情况各种特定波长的吸收强度变化资料进行比较，作出及时的判断。
2)结构简单。除气泵外无运动组件，易于维护，成本低廉。
3)轻便坚固。无需改装车辆即可使用，进、排气管通过摇下车窗接口。
4)采用LED红外光源，能耗低，寿命长。使用车中的直流12V电源即可满足要求。
5)操作简便。通过计算机进行数据与信息比较。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
图中：滤清器1、缩节2、磁性吸附底座3、压力表4、预热盘管5、隔膜式气泵6、恒温箱7、电源及控制信号采集装置8、GPS天线9、红外接收器10、红外发射源及滤光片11、稳压节流阀12以及计算机13。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例：
本发明装置示意图如图1，包括：
采样头：由滤清器1、伸缩节2和磁性吸附底座3组成；采样头置于车顶，滤清器带有进口，可根据车速或其它条件在一定范围内通过伸缩节调节进气口的高度；
隔膜泵：为带有压力表4的隔膜式气泵6，其一端连接采样头另一端连接多重红外谱线吸收器；
多重红外谱线吸收器：由恒温箱7，气体预热盘管5，串联红外谱线吸收单元以及节流阀12组成；气体预热盘管5，串联红外谱线吸收单元置于恒温箱7内，隔膜泵通过管道依次连接气体预热盘管5、串联红外谱线吸收单元以及设置在恒温箱外的节流阀12；所述的串联红外谱线吸收单元有红外接收器10和红外发射源及滤光片11组成；待测气体流经不同波长吸收单元，显示不同的吸收强度，这与气体中不同组分的含量变化有关，可以连续的曲线显示。所述的串联红外谱线吸收单元根据需选择不同的波长与数目红外接收器和红外发射源进行搭配。
电源及控制信号采集装置8：分别连接多重红外谱线吸收器和计算机13；
GPS天线9：连接计算机13；
计算机13：通过GPS天线9导航即时标定所处的位置，并将正常状态的气体变化特征信息与当时的不同波长的吸收强度逐个进行比较，以获得是否异常的结论。
所述的装置为车载式装置，隔膜泵、多重红外谱线吸收器、电源及控制信号采集装置和计算机置于车内。
使用时，通过以下步骤进行：
步骤(1)：将包括滤清器1、伸缩节2、磁性吸附底座3安装在车顶，并打开GPS天线，记录下当前检测报警地点。
步骤(2)：打开恒温箱7和预热盘管5，并将设置温度调节至适当的温度，以确保检测的气体不发生冷凝。
步骤(3)：打开其余泵和电子器件的电源，预热、稳定1-2小时之后，抽气进行检测，根据预设的气体信号强度进行判断，对于信号强度超标的气体进行报警。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (3)

1.一种多波长复合光谱类比法移动式气体检测报警装置，其特征在于，包括
采样头：由滤清器、伸缩节和磁性吸附底座组成；
隔膜泵：为带有压力表的隔膜式气泵，其一端连接采样头另一端连接多重红外谱线吸收器；
多重红外谱线吸收器：由恒温箱，气体预热盘管，串联红外谱线吸收单元以及节流阀组成；气体预热盘管，串联红外谱线吸收单元置于恒温箱内，隔膜泵通过管道依次连接气体预热盘管、串联红外谱线吸收单元以及设置在恒温箱外的节流阀；
电源及控制信号采集装置：分别连接多重红外谱线吸收器和计算机；
GPS天线：连接计算机；
计算机：通过GPS天线导航即时标定所处的位置，并将正常状态的气体变化特征信息与当时的不同波长的吸收强度逐个进行比较，以获得是否异常的结论；
所述的串联红外谱线吸收单元有红外接收器和红外发射源及滤光片组成；待测气体流经不同波长吸收单元，显示不同的吸收强度，这与气体中不同组分的含量变化有关，可以连续的曲线显示；
所述的串联红外谱线吸收单元根据需选择不同的波长与数目红外接收器和红外发射源进行搭配。
2.根据权利要求1所述的一种多波长复合光谱类比法移动式气体检测报警装置，其特征在于，所述的装置为车载式装置，采样头置于车顶，隔膜泵、多重红外谱线吸收器、电源及控制信号采集装置和计算机置于车内。
3.根据权利要求1或2所述的一种多波长复合光谱类比法移动式气体检测报警装置，其特征在于，所述的滤清器带有进气口，通过伸缩节调节进气口的高度。
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