一种气体检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种气体检测装置，包括：壳体；设置在所述壳体内的蜂鸣器；设置在所述壳体的正面的显示窗；设置在所述壳体的下端的报警灯和光学探头，所述光学探头包括激光器和激光探测器；设置在所述壳体内的电路板，所述电路板分别与所述蜂鸣器、所述显示窗、所述报警灯和所述光学探头电路连接。利用TDLAS技术进行气体浓度的检测，具有精度高、稳定性强、不易受水汽及非待测气体干扰、使用寿命长等优点，能够较好得适用于煤矿，石油石化等待测气体的环境，对待测气体进行连续监测及超限报警。
【专利说明】
一种气体检测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及矿用检测设备领域，特别是涉及一种气体检测装置。
【背景技术】
[0002]目前，国内气体浓度传感器主要采用催化和热导原理制造，也有部分采用红外原理制造。但催化原理的测量范围窄、稳定性差、易受水汽及非待测气体干扰、寿命短;热导原理测量精度低、稳定性差、易受水汽及非待测气体干扰、寿命短;红外原理受水汽影响更严重。
[0003]近几年来，利用激光光谱技术进行气体浓度检测成为研究的热门方向，尤其是具有连续可调谐、窄线宽、低功效、廉价的二极管激光器的出现，使利用激光光谱技术进行气体检测成为可能。因此，本领域亟需一种利用激光光谱技术进行气体检测的装置。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本实用新型的一个目的在于提出一种利用激光光谱技术进行气体检测的装置。
[0006]本实用新型提供了一种气体检测装置，包括:壳体;蜂鸣器，所述蜂鸣器设置在所述壳体内，与所述蜂鸣器位置对应的壳体位置设置有蜂鸣孔;显示窗，所述显示窗设置在所述壳体的正面;报警灯，所述报警灯设置在所述壳体的下端;光学探头，所述光学探头设置在所述壳体的下端，所述光学探头内置有激光器和激光探测器，所述光学探头上设置有通气孔，内部设置有气室；电路板，所述电路板设置在所述壳体内，所述电路板分别与所述蜂鸣器、所述显示窗、所述报警灯和所述光学探头电路连接，其中电路板与光学探头之间为柔性电路板连接。所述电路板包括:微控制处理电路，所述微控制处理电路具有电源输入端、数据输入端、控制输出端和信号输出端；电源电路，所述电源电路的输出端与所述微控制处理电路的电源输入端相连;调制电路，解调电路，A/D转换器，所述调制电路的输入端与所述微控制处理电路的控制输出端相连，所述调制电路的输出端与所述激光器相连，所述解调电路的输入端与所述激光探测器相连，所述解调电路的输出端与所述A/D转换器的输入端相连，所述A/D转换器的输出端与所述微控制处理电路的数据输入端相连;输出模块，所述输出模块与所述微控制处理电路的信号输出端相连。本实用新型利用可调谐半导体激光吸收光谱技术进行气体浓度检测，其利用使用寿命较长的二极管激光器，同时其检测结果具有精度高、稳定性强、不易受水汽及非待测气体干扰等特点，适用于煤矿，石油石化等待测气体的环境，对待测气体进行连续监测及超限报警。
[0007]可选地，所述输出模块包括显示电路、报警电路和输出控制电路，所述显示电路与所述显示窗相连，所述报警电路与所述报警灯相连。
[0008]可选地，所述显示窗具有通讯状态显示块、功能显示块和数值显示块中的至少一个。
[0009]可选地，所述气体检测装置还包括悬梁，所述悬梁设置在所述壳体的上端。
[0010]可选地，所述光学探头设置在在所述壳体的下端的中间位置，所述报警灯对称设置在所述光学探头两侧。
[0011 ]可选地，所述光学探头为无源探头。
[0012]可选地，所述蜂鸣孔设置在所述壳体的正面。
[0013]可选地，所述蜂鸣孔设置在所述显示窗的下方。
[0014]可选地，所述气体检测装置还包括电源接口，所述电源接口设置在所述壳体的侧面，所述电源接口与所述电源电路的输入端相连。
[0015]可选地，所述微控制处理电路还包括复位控制单元和遥控控制单元。
[0016]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例的一种气体检测装置的主视图；
[0018]图2为本实用新型实施例的一种电路板结构不意图；
[0019]图3为本实用新型实施例的报警电路连接示意图。
[0020]附图中标记为:
[0021 ]I 壳体
[0022]2蜂鸣器
[0023]21蜂鸣孔
[0024]3显示窗
[0025]31通讯状态显示块
[0026]32功能显示块
[0027]33数值显示块
[0028]4报警灯
[0029]5光学探头
[0030]51激光器[0031 ]52激光探测器
[0032]6电路板
[0033]61微控制处理电路
[0034]611复位控制单元
[0035]612遥控控制单元
[0036]62电源电路
[0037]63调制电路
[0038]64解调电路
[0039]65 A/D转换器
[0040]66输出模块[0041 ]661显示电路
[0042]662报警电路
[0043]663输出控制电路
[0044]7 悬梁
[0045]8电源接口
【具体实施方式】
[0046]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0047]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0048]本实用新型实施例提供了一种气体检测装置，如图1所示，包括:壳体I;蜂鸣器2，所述蜂鸣器设置在所述壳体内，与所述蜂鸣器位置对应的壳体位置设置有蜂鸣孔21;显示窗3，所述显示窗设置在所述壳体的正面;报警灯4，所述报警灯设置在所述壳体的下端;光学探头5，所述光学探头为无源探头，所述光学探头设置在所述壳体的下端，所述光学探头内置有激光器51和激光探测器52;电路板6，所述电路板设置在所述壳体内，所述电路板分别与所述蜂鸣器、所述显示窗、所述报警灯和所述光学探头电路连接，其中电路板与光学探头之间为柔性电路板连接。优选地，所述激光器为二极管激光器。其中，所述光学探头5上设置有通气孔，内部设置有气室，被测气体可扩散进入到光学探头中的气室内。
[0049]如图2所示，所述电路板包括:微控制处理电路61，所述微控制处理电路具有电源输入端、数据输入端、控制输出端和信号输出端；电源电路62，所述电源电路的输出端与所述微控制处理电路的电源输入端相连;调制电路63，解调电路64，A/D转换器65，所述调制电路的输入端与所述微控制处理电路的控制输出端相连，所述调制电路的输出端与所述激光器相连，所述解调电路的输入端与所述激光探测器相连，所述解调电路的输出端与所述A/D转换器的输入端相连，所述A/D转换器的输出端与所述微控制处理电路的数据输入端相连；输出模块66，所述输出模块与所述微控制处理电路的信号输出端相连。所述输出模块包括显示电路661、报警电路662和输出控制电路663，所述显示电路与所述显示窗相连，如图3所示，所述报警电路与所述报警灯和蜂鸣器相连，所述输出控制电路用于将气体浓度信息转换为无线信号发送给外部的远程监控装置。其中，所述光学探头通过柔性电路板与所述电路板相连，所述柔性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性可挠性的电路板，具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。
[0050 ]工作时，电源接口 8接入直流电源，通过电源电路6 2将接入的直流电压转换为芯片电压，供给整个装置电路使用，其中，所述直流电压为12V?24V，所述芯片电压为5V。电源接通后，微控制处理电路61通过控制调制电路63调制输入光学探头5的调制信号，光学探头中激光器51发射出被测气体吸收峰附近的特定波长的激光，所述激光在气室内被被测气体部分吸收，激光探测器52检测吸收后的激光强度，并将探测信号传递给解调电路64解调后发送给A/D转换器65，A/D转换器将接收到的模拟信号转换为数字信号传送给微控制处理电路61进行分析，获得被检测气体的气体浓度信息，并通过显示电路661控制显示窗3显示出气体的浓度值，并经输出控制电路66 3输出与气体浓度值对应的频率信号给外部的监测分站。当气体浓度超过设定的报警点时，报警电路662控制蜂鸣器2发出声音报警信号，并控制报警灯4发出光报警信号。
[0051]本实用新型利用可调谐半导体激光吸收光谱技术进行气体浓度检测，其基于二极管激光器，具有较长的使用寿命，同时其检测结果具有精度高、稳定性强、不易受水汽及非待测气体干扰等特点，适用于煤矿，石油石化等待测气体的环境，对待测气体进行连续监测及超限报警。所述可调谐半导体激光吸收光谱技术(简称TDLAS技术)主要是利用可调谐半导体激光器的窄线宽和波长随注入电流改变的特性，实现对单个或几个分子的吸收线的测量。TDLAS技术基于可调谐二极管激光器，通过控制二极管激光器的温度或者注入电流，能够对输出激光波长进行微调，在一个扫描周期内能够获得包含被测气体信息的单线吸收谱线和不包括被测气体信息的背景谱线，从而实现对气体浓度的定量分析。TDLAS技术中最关键的是可调谐二极管激光器的窄线宽和可调谐性，可调谐二极管激光器的线宽通常为几十兆赫兹，这使得该技术可以通过扫描分子的单根吸收线实现气体浓度的探测。
[0052]在本实用新型实施例的一个方面，所述显示窗3具有通讯状态显示块31、功能显示块32、和数值显示块33。所述通讯状态显示块可以为通讯状态灯，用于显示气体检测装置当前的通讯状态。所述功能显示块可以为一个LED显示位，用于显示对气体检测装置进行设置时的状态，例如当其显示为“b”时，为报警设置状态；当其显示为“J”时，为校正调整状态；当其显示为“L”时，为零点调整状态；当其显示为“F”时，为恢复出厂设置。所述数值显示块可以为三个LED显示位，用于以三位数值显示检测到的被测气体浓度值。
[0053]在本实用新型实施例的一个方面，所述光学探头为无源探头，无需通电即可进行工作，可以避免在含有易燃易爆气体的环境中使用电流引发爆炸的风险。
[0054]在本实用新型实施例的一个方面，所述气体检测装置还包括悬梁7，所述悬梁设置在所述壳体的上端。所述光学探头设置在在所述壳体的下端的中间位置，所述报警灯对称设置在所述光学探头两侧。所述蜂鸣孔设置在所述壳体的正面，位于所述显示窗的下方。将悬梁设置在壳体的上端有利于装置的悬挂方便;将报警灯设置在壳体下端有利于光线照亮距离其较近的下方及侧后方的地面，有利于发生光的漫反射，提高警示效果;将蜂鸣孔设置在壳体正面利于声音向远处的传播，提高警示效果；同时，这种设计也使整个气体检测装置结构设置更加合理、美观。
[0055]在本实用新型实施例的一个方面，所述气体检测装置还包括电源接口8，所述电源接口设置在所述壳体的侧面，所述电源接口与所述电源电路的输入端相连。
[0056]在本实用新型实施例的一个方面，所述微控制处理电路还包括复位控制单元611和遥控控制单元612。所述复位控制单元可以为复位电路，用于对气体检测装置进行调零。所述遥控控制制单元可以为遥控器信号接收电路，用于接收遥控器对气体检测装置发出的控制指令。
[0057]本实用新型提供的气体检测装置利用TDLAS技术进行气体浓度的检测，具有精度高、稳定性强、不易受水汽及非待测气体干扰、使用寿命长等优点，能够较好得适用于煤矿，石油石化等待测气体的环境，对待测气体进行连续监测及超限报警。
[0058]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种气体检测装置，其特征在于，包括: 壳体； 蜂鸣器，所述蜂鸣器设置在所述壳体内，与所述蜂鸣器位置对应的壳体位置设置有蜂鸣孔； 显示窗，所述显示窗设置在所述壳体的正面； 报警灯，所述报警灯设置在所述壳体的下端； 光学探头，所述光学探头设置在所述壳体的下端，所述光学探头内置有激光器和激光探测器，所述光学探头上设置有通气孔，内部还设置有气室； 电路板，所述电路板设置在所述壳体内，所述电路板分别与所述蜂鸣器、所述显示窗、所述报警灯和所述光学探头电路连接； 其中，所述电路板包括: 微控制处理电路，所述微控制处理电路具有电源输入端、数据输入端、控制输出端和信号输出端； 电源电路，所述电源电路的输出端与所述微控制处理电路的电源输入端相连； 调制电路，解调电路，A/D转换器，所述调制电路的输入端与所述微控制处理电路的控制输出端相连，所述调制电路的输出端与所述激光器相连，所述解调电路的输入端与所述激光探测器相连，所述解调电路的输出端与所述A/D转换器的输入端相连，所述A/D转换器的输出端与所述微控制处理电路的数据输入端相连； 输出模块，所述输出模块与所述微控制处理电路的信号输出端相连。2.根据权利要求1所述的气体检测装置，其特征在于，所述输出模块包括显示电路、报警电路和输出控制电路，所述显示电路与所述显示窗相连，所述报警电路与所述报警灯相连。3.根据权利要求2所述的气体检测装置，其特征在于，所述显示窗具有通讯状态显示块、功能显示块和数值显示块中的至少一个。4.根据权利要求3所述的气体检测装置，其特征在于，所述气体检测装置还包括悬梁，所述悬梁设置在所述壳体的上端。5.根据权利要求4所述的气体检测装置，其特征在于，所述光学探头设置在在所述壳体的下端的中间位置，所述报警灯对称设置在所述光学探头两侧。6.根据权利要求5所述的气体检测装置，其特征在于，所述光学探头为无源探头。7.根据权利要求6所述的气体检测装置，其特征在于，所述蜂鸣孔设置在所述壳体的正面。8.根据权利要求7所述的气体检测装置，其特征在于，所述蜂鸣孔设置于所述显示窗的下方。9.根据权利要求8所述的气体检测装置，其特征在于，所述气体检测装置还包括电源接口，所述电源接口设置在所述壳体的侧面，所述电源接口与所述电源电路的输入端相连。10.根据权利要求2?9中任一项所述的气体检测装置，其特征在于，所述微控制处理电路还包括复位控制单元和遥控控制单元。
【文档编号】G01N21/39GK205593920SQ201620347538
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】杨炳雄, 宋霄
【申请人】大连市艾科微波光电子工程研究有限公司