一种基于中红外LED吸收光谱的小型化甲醛检测仪的制作方法

本实用新型涉及甲醛气体检测技术领域，更具体的说是涉及一种基于中红外led吸收光谱的小型化甲醛检测仪。

背景技术：

中国每年都有成千上万的新装修房子，各种各样含有大量甲醛气体危害的建筑装饰材料、生活用品也随之进入每个家庭，造成了室内空气的严重污染。因此，对于房屋内甲醛含量的测量显得非常必要。

目前，家用的甲醛检测装置主要是基于电化学、紫外差分的方法进行测量。其中电化学方法的检测范围有限，并且因为电学传感器一般采用氧化还原反应产生电流的原理，在测量环境中很多气体容易被氧化，导致测量结果不准确；且电化学方法响应速度慢，分析耗费时间长，不能实时响应；电化学传感器容易被氧化，因此使用寿命短，需要经常跟换。而紫外差分的方法在该波段范围内甲醛吸收强度弱，导致测量灵敏度低，不太适合要求高精度的室内甲醛检测。

基于以上两种测量方法的产品已经被央视新闻报道：“网红”甲醛检测仪调查：测数据不靠谱，多数无价值，总计购买的41批次样品，近20个品牌全部不合适。

因此，如何提供一种测量结果准确的甲醛检测仪是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于中红外led吸收光谱的小型化甲醛检测仪，测量结果更准确。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于中红外led吸收光谱的小型化甲醛检测仪，包括：led光源、分光片、参考气室、第一滤光片、第二滤光片、第一探测器、第二探测器、锁相放大模块和信号处理模块；

所述led光源发射中红外波段的光谱，并经过所述分光片分成两束光，其中一束光依次经过被测气体和所述第一滤光片后，被所述第一探测器接收；另一束光依次经过所述参考气室和所述第二滤光片后，被所述第二探测器接收；

所述第一探测器和所述第二探测器均与所述锁相放大模块相连，将接收到的经所述被测气体和所述参考气室吸收后的光信号分别转换为电信号，并将所述电信号传输至所述锁相放大模块；

所述锁相放大模块与所述信号处理模相连，根据接收到的电信号进行信号解调，并发送给所述信号处理模块；

所述信号处理模块基于解调后的信号通过强度比对反演得到测量结果。

优选的，还包括：显示模块，所述显示模块与所述信号处理模块相连，用于显示测量结果。

优选的，还包括：光源驱动模块，所述光源驱动模块与所述led光源相连，用于输出所述led光源工作所需要的电流和电压信号。

优选的，所述led光源发射3.6微米的光谱。

优选的，所述参考气室内装有已知浓度的甲醛气体，作为计算的参考值。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种基于中红外led吸收光谱的小型化甲醛检测仪，选取中红外光谱的led光源，此波段内具有甲醛的最强的吸收谱线，另外，在测量的过程中将发射光谱经过参考气室，参考气室内装有已知浓度的甲醛气体，作为计算的参考值，使得最终得到的测量结果更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的基于中红外led吸收光谱的小型化甲醛检测仪的结构示意图一；

图2为本实用新型提供的基于中红外led吸收光谱的小型化甲醛检测仪的结构示意图二；

图3为本实用新型提供的基于中红外led吸收光谱的小型化甲醛检测仪的结构示意图三；

图4为本实用新型提供的基于中红外led吸收光谱的小型化甲醛检测仪的结构示意图四。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见附图1，本实用新型实施例公开了一种基于中红外led吸收光谱的小型化甲醛检测仪，包括：led光源、分光片、参考气室、第一滤光片、第二滤光片、第一探测器、第二探测器、锁相放大模块和信号处理模块；

led光源发射中红外波段的光谱，并经过分光片分成两束光，其中一束光依次经过被测气体和第一滤光片后，被第一探测器接收；另一束光依次经过参考气室和第二滤光片后，被第二探测器接收；

第一探测器和第二探测器均与锁相放大模块相连，将接收到的经被测气体和参考气室吸收后的光信号分别转换为电信号，并将电信号传输至锁相放大模块；

锁相放大模块与信号处理模相连，根据接收到的电信号进行信号解调，并发送给信号处理模块；

信号处理模块基于解调后的信号通过强度比对反演得到测量结果。

分光片处于光源后面，把led光源分成两束行光。参考气室处于分光片之后，里面装有已知浓度的甲醛气体，作为计算的参考值。led光源选择中红外光源，功率高，甲醛吸收强度高，使得探测灵敏度高。led光源选用激光光源，且要尽可能对准探测器，确保探测器都能接收到最强的吸收信号。第一滤光片和第二滤光片的作用在于过滤非甲醛气体的吸收，减小背景干扰。信号处理模块提取从不同探测器得到的调制解调信号，通过强度比对反演得到实时气体浓度值。

本实用新型提供的基于中红外led吸收光谱的小型化甲醛检测仪，选取中红外光谱的led光源，此波段内具有甲醛的最强的吸收谱线，另外，在测量的过程中将发射光谱经过参考气室，参考气室内装有已知浓度的甲醛气体，作为计算的参考值，使得最终得到的测量结果更加准确。

为了进一步优化本实用新型的技术方案，在上述实施例的基础上，还包括：显示模块，显示模块与信号处理模块相连，用于显示测量结果，作为一个新的实施例，具体请参加附图2。

显示模块连接信号处理模块，将测量接结果实时显示，并且还有操作界面，可以调整扫描频率和结果刷新速度。在具体实现时，可以通过软件设置驱动模块和信号处理模块来实现调整扫描频率和结果刷新速度。

为了进一步优化本实用新型的技术方案，在上述实施例的基础上，还包括：光源驱动模块，光源驱动模块与led光源相连，用于输出led光源工作所需要的电流和电压信号，作为新的实施例，具体可参见附图3和4，其作用在于保障led光源稳定工作。

为了进一步优化上述技术方案，led光源发射3.6微米的光谱。中心波长位于3.6微米，光谱宽度大约500纳米，覆盖3.35～3.85微米范围，次范围刚好覆盖甲醛气体的吸收线。

本实用新型提供的甲醛检测仪操作简单、体积小、不需取样、检测灵敏度高、可远程操作和通过网络接收测量结果，极大地简化了整个测量过程并保障了检测的可靠性和稳定性。在具体实现时，可以通过无线模块，例如：蓝牙等无线技术远程操作和接收测量结果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。