一种无线远程激光气体和粉尘同步在线检测仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线网络远程操控仪器，尤其是一种无线远程激光气体和粉尘同步在线检测仪。
【背景技术】
[0002]在很多工业场合，主控室和现场设备之间距离很远，两者之间一般只通过4?20mA传递测量结果，而无法对设备进行调试或者其它操作，给工作带来很大不便。比如高达上百米的烟@顶部，工作人员要上去调试设备会很麻烦，而且很危险。还有一些易燃易爆、有毒有害场合是不太适合工作人员长期停留的，比如煤气仓库附近、炼油厂危险区域、化工厂危险区域等，这些区域的设备就需要联网操控。传统的有线连接方式有很大的弊端，尤其是在长距离的传输上，不但成本高，布线麻烦，而且传输距离有限。一般的网线传输距离在100米以内，更远的就无法满足了，除非采用光纤连接，而光纤连接会增加设备，增加成本，而且同样增加布线的工作量。但是激光吸收和激光散射的切换系统模块及其软件系统至今未见报道。而且目前在很多工业场合，气体分析和粉尘监测都是独立的仪器和独立工程系统，仪器成本、操作成本、维护成本等较高。气体测量和粉尘测量二合一，并且实现无线远程检测，形成达到无线远程激光气体和粉尘同步在线检测仪，可以让工作人员在原理检测现场，实现一机多用和远程实时检测，降低了设备成本和安装维护成本，同时也更方便用户查看和记录。
【发明内容】
[0003]本发明采用气体检测和粉尘检测程控切换技术，结合无线网络(3G/4G)联网远程操控的办法，使主控端可以随意操控远程激光气体和粉尘同步检测仪器设备端。
[0004]本发明的硬件结构主要包括以下几部分:激光发射单元，激光接收单元，气体吸收信号处理模块，粉尘光散射信号处理模块，气体和粉尘检测的程控切换模块，光路调节和连接装置，吹扫气系统，电源系统，人机交互和对外接口系统，分析仪机箱，无线收发装的远程设备端、联网的主控端、定向操控软件。其中信号处理单元可以放置在激光发射单元机箱内部，也可以放置在激光接收单元机箱内部，也可以单独放置。
[0005]激光发射单元和激光接收单元采用原位式安装在被测管道两侧，激光从激光发射单元发出，穿透过被测气体和粉尘，到达激光接收单元，激光接收单元通过光电变换将光信号变成电信号，电信号再经过放大处理之后被送入信号处理单元，信号处理单元对信号进行处理之后就可以计算出气体和粉尘的浓度。
[0006]吹扫气系统的主要作用是保护隔离视窗和维持比较准确的测量光程，减少测量误差。光路调节和连接装置的主要作用是对光路进行调节。
[0007]远程设备端是通过无线网络(3G/4G)联网，主控端是联网的智能终端，远程设备端和主控端都安装有定向操控软件。
[0008]本发明对现有技术的有益效果是:
[0009]本发明有以下优点:
[0010]1、只用一台仪器就可以同时检测气体和粉尘两种不同的待测组分，节约了设备成本。
[0011]2、只用一台仪器就可以同时检测气体和粉尘两种不同的待测组分，节约了工程、操作、维护成本。
[0012]3、可以对远程设备进行操控，比传统的4?20mA被动接收有更多的操控性，可以远程调试设备，可以使工作人员不用来回跑到现场调试设备。
[0013]4、减少布线的麻烦，节约成本。
[0014]5、无传输距离限制。
【附图说明】
[0015]附图是无线远程激光气体和粉尘同步在线检测仪。1.无线网络，2.3G收发单元，
3.主控智能终端，4.远程仪器设备。
【具体实施方式】
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[0016]下面结合附图，对本发明【具体实施方式】进行详细说明。
[0017]无线远程激光气体和粉尘同步在线检测仪具体包括激光发射单元，激光接收单元，气体吸收信号处理模块，粉尘光散射信号处理模块，气体和粉尘检测的程控切换模块，光路调节和连接装置，吹扫气系统，电源系统，人机交互和对外接口系统，分析仪机箱，无线收发装的远程设备端、联网的主控端、定向操控软件等。针对待测气体，首先找出待测气体的特定吸收波长。根据待测气体的特定吸收波长选择对应波长的可调谐半导体激光器。通过控制温度，可以把激光器的波长调节到待测气体的特定吸收波长处，之后再利用电流扫描来控制激光发射波长，使激光发射波长扫描通过待测气体的特定吸收波段，利用光电探测器收集这些穿过待测气体的光信号，再进行解调处理，就能检测出待测气体的浓度。由于控制激光波长扫描的频率可以达到10Hz左右，因此进行几轮扫描之后的时间能控制在0.1s之内，这时候就可以通过程控对扫描电流进行改变，进而改变激光的发射波长，这样就可以将激光发射的波长调谐到没有气体吸收的波段，然后进行粉尘测量。对粉尘进行测量的时间间隔同样控制在0.1s之内，之后再利用程控将扫描电流调谐到气体吸收波段进行气体检测，最终实现气体和粉尘的实时在线检测。
[0018]在远程设备终端上安装3G/4G无线网络收发装置，同时安装定向操控软件，远程设备通电启动之后自动启动定向操控软件，自动进行无线网络连接。主控端是联网的智能设备终端，联网可以是有线的，也可以是无线的，并且同样安装有定向操控软件，工作人员可以在主控端操作定向操控软件，跟对应的远程设备进行连接，进而可以对远程设备进行各种需要的操作，比如查看测量结果，改变参数，功能切换等。
【主权项】
1.一种无线远程激光气体和粉尘同步在线检测仪其特征在于:仪器结构单元包括激光发射单元，激光接收单元，气体吸收信号处理模块，粉尘光散射信号处理模块，气体和粉尘检测的程控切换模块，光路调节和连接装置，吹扫气系统，电源系统，人机交互和对外接口系统，远程设备端安装有无线网络(3G/4G)收发装置，分析仪机箱。2.根据权利要求1所述的无线远程激光气体和粉尘同步在线检测仪，其特征在于:在远程设备端安装有无线网络(3G/4G)收发装置，主控端是联网的智能终端，远程设备端和主控端都安装有定向控制程序，主控端通过定向控制程序对远程设备端进行操控。远程设备端和主控端之间的距离可以很远，哪怕是地球的另外一端，只要能联网就可以。远程设备端可以在条件很恶劣的场合存在，比如高危的塔顶、山顶，有毒有害气体场合，易燃易爆场入坐I=I 寸 ο3.根据权利要求1-2所述的无线远程激光气体和粉尘同步在线检测仪，其特征在于:仪器结构内部同时设置气体检测的吸收原理模块和粉尘检测的散射原理模块，模块之间通过程控切换方式实现同步在线监测，结合远程设备端安装有无线网络(3G/4G)收发装置，通过软件实现无线远程气体和粉尘浓度数据收集和处理。4.根据权利要求2所述的无线远程激光气体和粉尘同步在线检测仪，其特征在于:所述的气体吸收信号处理模块和粉尘光散射信号处理模块之间设置程控切换模块，程控切换模块需要具备光吸收和光散射信号控制的硬件电路系统，可以实现无线远程气体浓度和粉尘浓度同步检测。
【专利摘要】本发明涉及一种无线远程激光气体和粉尘同步在线检测仪，可实现无线远程操控，进行激光气体及粉尘同步在线检测分析。仪器主要由激光发射系统、激光接收系统、信号处理系统组成和远程控制系统。激光经过透镜转换成平行准直光束；光速穿过待测气体及粉尘，到达激光接收器，经过光电转换变成电信号，对电信号放大处理，进行A/D采集转换成数字信号，数字信号进入信号处理系统进行处理，最终计可自由切换进入气体或粉尘的检测状态，实现气体和粉尘的实时在线检测。并嵌入无线网络(3G/4G)远程操控仪器，编写定点控制程序来操控远程目标设备进行数据读取、行为和功能自动调整。该发明在很多场合可以使用，能够带来巨大的经济效益或其它有利的结果。
【IPC分类】G01N15/06, G01N21/39
【公开号】CN105092439
【申请号】CN201410187438
【发明人】覃吴, 韦德行, 张鑫
【申请人】覃吴, 韦德行, 张鑫
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月6日