准分布式气体浓度检测装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种准分布式气体浓度检测装置，包括控制处理模块、光源模块、接受模块、光纤、自聚焦透镜、容器、振动传感器、处理芯片、光发送模块、电池和2X1耦合器二，控制处理模块与光源模块相接，光纤上设有复数个1X2耦合器一，自聚焦透镜位于1X2耦合器一的一支出口末端，自聚焦透镜安装在容器上，容器侧壁上开有复数个通孔，振动传感器安装在容器底部，振动传感器与处理芯片相接，电池与处理芯片相接，光发送模块与处理芯片相接，光发送模块通过光纤与2X1耦合器二连接，2X1耦合器二的出口端通过光纤与接受模块连接，接受模块与控制处理模块相接。本发明抗振动，抗粉尘，抗污染，精度高，成本低，准分布式。
【专利说明】准分布式气体浓度检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光纤气体传感装置，尤其是涉及一种准分布式气体浓度检测装置。
【背景技术】
[0002]在煤矿、化工厂、气体输送管线等场所需要监测气体浓度的变化，特别是有毒有害和易燃易爆的气体浓度的监测，一般需要分布式或准分布式的监测装置，但现有的监测装置以点式监测装置为主，分布式或准分布式的装置较少。另一方面，由于很多待监测的气体属易燃易爆气体，而现有的监测装置多数为电子类监测仪器，在抗电磁干扰和防爆安全方面仍存在一定的缺陷和隐患。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种准分布式气体浓度检测装置，采用以光纤传感为主的技术，降低了成本，减小了技术难度，也采用部分电子传感装置，使整体检测系统开发难度小、成本低。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种准分布式气体浓度检测装置，其特征在于:包括控制处理模块、光源模块、接受模块、光纤、自聚焦透镜、容器、振动传感器、处理芯片、光发送模块、电池和2X1耦合器二，所述控制处理模块与光源模块相接且控制光源模块发出光信号并将所发出的光信号耦合进光纤内，所述光纤上设置有复数个1X2耦合器一，所述自聚焦透镜位于1X2耦合器一的一支出口的末端，所述自聚焦透镜安装在容器上且使光信号进入容器内，所述容器的侧壁上开有允许周围环境待测气体自由进出其内部的复数个通孔，所述振动传感器安装在容器的底部且用于检测容器的振动，所述振动传感器与处理芯片相接且将检测的振动信息传递给处理芯片由处理芯片进行处理，所述电池与处理芯片相接且对处理芯片供电，所述光发送模块与处理芯片相接且将处理芯片传递的振动信息转化为光信号并通过光纤和2X1耦合器二回传给接受模块，所述光发送模块通过光纤与2X1耦合器二连接，所述2X1耦合器二的出口端通过光纤与接受模块连接，所述接受模块与控制处理模块相接且将接收到的光信号转化为电信号传递给控制处理模块由控制处理模块分析处理得到待测气体的浓度。
[0005]上述的准分布式气体浓度检测装置，其特征在于:所述光源模块发出的光信号的波长覆盖了待测气体的吸收波长。
[0006]上述的准分布式气体浓度检测装置，其特征在于:所述光源模块发出的光信号的频率覆盖了容器的共振频率。
[0007]上述的准分布式气体浓度检测装置，其特征在于:所述容器为不锈钢容器或石英玻璃容器。
[0008]上述的准分布式气体浓度检测装置，其特征在于:所述振动传感器为麦克风传感器。[0009]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0010]1、本发明采用以光纤传感为主的技术，降低了成本，减小了技术难度，也采用部分电子传感装置，使整体检测系统开发难度小、成本低。
[0011]2、本发明为准分布式的气体浓度检测装置，采用了现有的成熟的光声光谱气体检测，具有抗振动、抗粉尘、抗污染、精度高的优点，且整个系统成本低、准分布式，易于推广。
[0012]3、本发明结构简单、体积小，易于实现。
[0013]下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构示意图。
[0015]附图标记说明:
[0016]I一控制处理模块；2—光源模块；3—接受:模块；
[0017]4—1X2稱合器一 ；5—2X1稱合器二 ； 6—光纤；
[0018]7 —自聚焦透镜；8—容器；9一通孔；
[0019]10一振动传感器；11—处理芯片；12—光发送模块；
[0020]15— 电池。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，本发明包括控制处理模块1、光源模块2、接受模块3、光纤6、自聚焦透镜7、容器8、振动传感器10、处理芯片11、光发送模块12、电池15和2X1稱合器二 5,所述控制处理模块I与光源模块2相接且控制光源模块2发出光信号并将所发出的光信号耦合进光纤6内，所述光纤6上设置有复数个1X2耦合器一 4，所述自聚焦透镜7位于1X2耦合器一 4的一支出口的末端，所述自聚焦透镜7安装在容器8上且使光信号进入容器8内，所述容器8的侧壁上开有允许周围环境待测气体自由进出其内部的复数个通孔9，所述振动传感器10安装在容器8的底部且用于检测容器8的振动，所述振动传感器10与处理芯片11相接且将检测的振动信息传递给处理芯片11由处理芯片11进行处理，所述电池15与处理芯片11相接且对处理芯片11供电，所述光发送模块12与处理芯片11相接且将处理芯片11传递的振动信息转化为光信号并通过光纤6和2X1耦合器二 5回传给接受模块3，所述光发送模块12通过光纤6与2X1耦合器二 5连接，所述2X1耦合器二 5的出口端通过光纤6与接受模块3连接，所述接受模块3与控制处理模块I相接且将接收到的光信号转化为电信号传递给控制处理模块I由控制处理模块I分析处理得到待测气体的浓度。
[0022]本实施例中，优选的，所述光源模块2发出的光信号的波长覆盖了待测气体的吸收波长。
[0023]本实施例中，优选的，所述光源模块2发出的光信号的频率覆盖了容器(8)的共振频率，从而使振动传感器10能够获取较强的信号。
[0024]本实施例中，优选的，所述容器8为不锈钢容器或石英玻璃容器。
[0025]本实施例中，优选的，所述振动传感器10为麦克风传感器，麦克风传感器具有成本低、灵敏度高、体积小特点，特别适于微振动信号的检测。
[0026]本发明的工作过程为:控制处理模块I控制光源模块2发出光信号并耦合进光纤6内，由于在1X2 I禹合器一 4的一支出口光纤6的末端安置有自聚焦透镜7,自聚焦透镜7安置在容器8上，因此光信号通过自聚焦透镜7进入到容器8内，在容器8的侧面设置有复数个通孔9，待测气体推广扩散进入到容器8内部，由于光信号的波长覆盖有待测气体的吸收波长，从而使容器8内产生振动。优选的，光信号的发送频率覆盖了容器8的共振频率，从而可以使容器8产生共振，使在容器8的底部安置有振动传感器10可以捕捉到更强的振动信号，并将该信息转化为电信息传递给处理芯片11，处理芯片11又传递给光发送模块12，光发送模块12将振动信息转化为光信号通过光纤6和2X1耦合器二 5回传给接受模块3，接受模块3将该信息转化为电信号传递给控制处理模块I以便控制处理模块I分析处理得到待测气体的浓度；处理芯片11也可将其编号或位置信息回传至控制处理模块1，以便得出在不同的位置的待测气体浓度。
[0027]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种准分布式气体浓度检测装置，其特征在于:包括控制处理模块(I)、光源模块(2)、接受模块(3)、光纤(6)、自聚焦透镜(7)、容器(8)、振动传感器(10)、处理芯片(11)、光发送模块(12)、电池(15)和2X1耦合器二(5)，所述控制处理模块(I)与光源模块(2)相接且控制光源模块(2)发出光信号并将所发出的光信号耦合进光纤(6)内，所述光纤(6)上设置有复数个1X2耦合器一(4)，所述自聚焦透镜(7 )位于1X2耦合器一(4)的一支出口的末端，所述自聚焦透镜(7 )安装在容器(8 )上且使光信号进入容器(8 )内，所述容器(8 )的侧壁上开有允许周围环境待测气体自由进出其内部的复数个通孔(9)，所述振动传感器(10)安装在容器(8)的底部且用于检测容器(8)的振动，所述振动传感器(10)与处理芯片(11)相接且将检测的振动信息传递给处理芯片(11)由处理芯片(11)进行处理，所述电池(15)与处理芯片(11)相接且对处理芯片(11)供电，所述光发送模块(12 )与处理芯片(11)相接且将处理芯片(11)传递的振动信息转化为光信号并通过光纤(6)和2X1耦合器二(5)回传给接受模块(3 )，所述光发送模块(12)通过光纤(6 )与2X1耦合器二( 5 )连接，所述2X1耦合器二( 5 )的出口端通过光纤(6 )与接受模块(3 )连接，所述接受模块(3 )与控制处理模块(I)相接且将接收到的光信号转化为电信号传递给控制处理模块(I)由控制处理模块(I)分析处理得到待测气体的浓度。
2.根据权利要求1所述的准分布式气体浓度检测装置，其特征在于:所述光源模块(2)发出的光信号的波长覆盖了待测气体的吸收波长。
3.根据权利要求1所述的准分布式气体浓度检测装置，其特征在于:所述光源模块(2)发出的光信号的频率覆盖了容器(8)的共振频率。
4.根据权利要求1、2或3所述的准分布式气体浓度检测装置，其特征在于:所述容器(8)为不锈钢容器或石英玻璃容器。
5.根据权利要求1、2或3所述的准分布式气体浓度检测装置，其特征在于:所述振动传感器(10)为麦克风传感器。
【文档编号】G01N21/31GK103822882SQ201210466590
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年11月16日 优先权日:2012年11月16日
【发明者】杜兵 申请人:西安金和光学科技有限公司