红外激光甲烷浓度测量仪的动态响应时间检测装置及方法与流程

本发明具体涉及一种红外激光甲烷浓度测量仪的动态响应时间检测装置及方法。

背景技术：

随着红外激光测量技术的发展，近年来越来越多的激光测量仪表器已经投入市场使用，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。

红外激光甲烷浓度测量仪表表是近几年发展起来的新型的测量仪表器仪表，主要用于危险场所气体浓度测量。比如，在矿井下等危险场所，该类红外激光甲烷浓度测量仪表用于测量所处位置的甲烷浓度，从而进行预先的预警等。

由于红外激光甲烷浓度测量仪表的特殊作用和用途，其动态响应时间为该类测量仪表的重要指标之一，其动态响应时间越快，性能越好，也就能够更快和更加精确的测量出甲烷浓度的变化和变化值，从而更好和更早的进行预警。目前，此类红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应速度较快，通常动态响应时间均在1s以内。

但是，目前尚未有针对该类红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间的测量工具，人们在使用时往往只根据红外激光甲烷浓度测量仪表标称的动态响应时间进行选型和设计，而无法真正的检测其动态响应时间。同时，由于无法真正的检测到红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间，使得该类红外激光甲烷浓度测量仪表在具体应用时，其可靠性和安全性得不到具体保障。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种检测精度高、成本低廉且可靠性高的红外激光甲烷浓度测量仪的动态响应时间检测装置。

本发明的目的之二在于提供一种所述红外激光甲烷浓度测量仪的动态响应时间检测装置的方法。

本发明提供的这种红外激光甲烷浓度测量仪的动态响应时间检测装置，包括电源模块、标准浓度甲烷气室、可调速电机、电机控制模块、转盘、控制器模块和数据输出模块；电机控制模块和数据输出模块均与控制器模块连接；电机控制模块连接可调速电机并控制可调速电机的转速；转盘上设置有透光部，转盘安装在可调速电机的输出轴上；待测量的红外激光甲烷浓度测量仪表的测量信号输出端连接控制器模块；电源模块给检测装置供电；控制器模块输出控制指令，并通过电机控制模块控制可调速电机的转速；待测量的红外激光甲烷浓度测量仪表输出的测量激光穿过转盘上的透光部后照射到标准浓度甲烷气室；待测量的红外激光甲烷浓度测量仪表对标准浓度甲烷气室内的气体浓度进行测量并将测量数据上传控制器模块；控制器模块将接收的测量数据通过数据输出模块进行输出；检测人员根据数据输出模块输出的检测数据对待测量的红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间进行检测。

所述的红外激光甲烷浓度测量仪的动态响应时间检测装置还包括检测触发模块；检测触发模块设置在转盘上的透光部处，并与控制器模块连接；检测触发模块用于检测动态响应时间的起始时刻，并将起始时刻的信息上传至控制器模块。

所述的检测触发模块包括霍尔传感器探头和霍尔传感器感应贴片；霍尔传感器感应贴片布置在转盘上的透光部处，霍尔传感器探头的数据输出端连接控制器模块；霍尔传感器探头用于检测霍尔传感器感应贴片的位置，从而检测透光部经过霍尔传感器探头的时刻，并将该时刻信息上传控制器模块。

所述的检测触发模块包括触碰开关和碰块；碰块布置在转盘上的透光部处，触碰开关的数据输出端连接控制器模块；触碰开关用于检测碰块的位置，从而检测透光部经过触碰开关的时刻，并将该时刻信息上传控制器模块。

所述的透光部包括透光孔和透光槽。

所述的可调速电机为变频电机或直流电机，且所述的电机控制模块为变频器或调速器。

所述的数据输出模块为上位机；上位机用于接收控制器模块上传的测量数据，并对测量数据进行检测，从而完成红外激光甲烷浓度测量仪的动态响应时间检测。

所述的数据输出模块为高速摄像机；高速摄像机的摄像头对准待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表的数据显示部分；高速摄像机用于拍摄待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表的数据显示部分的数据变化情况；检测人员根据高速摄像机拍摄的待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表的数据显示部分的数据变化情况，对红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间进行检测。

本发明还提供了一种所述红外激光甲烷浓度测量仪的动态响应时间检测装置的方法，包括如下步骤：

s1.控制器模块发出控制指令，通过电机控制模块控制可调速电机工作在设定的转速，同时待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表发出测量用红外激光；

s2.测量用红外激光投射在转盘上并被转盘阻挡；

s3.当转盘旋转至测量用红外激光马上将投射到转盘上的透光部时，检测触发模块触发并发出触发信号到控制器模块；

s4.控制器模块接收到触发信号并记录接收到触发信号的时刻；此时转盘继续转动，测量用红外激光穿透转盘上的透光部并投射到标准浓度甲烷气室上，并对标准浓度甲烷气室内的气体浓度进行测量；

s5.待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表将测量数据实时上传给控制器模块；

s6.控制器模块将上传的测量数据通过数据输出模块输出；

s7.检测人员根据数据输出模块输出的检测数据对待测量的红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间进行检测；

s8.转盘继续转动直至测量用红外激光再次被转盘阻挡，红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间的一次检测过程结束。

所述的红外激光甲烷浓度测量仪的动态响应时间检测装置的方法，还包括如下步骤：

s9.重复步骤s2～s7进行多次检测，并对多次检测的检测结果进行综合考量，从而完成最终的红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间的检测。

本发明提供的这种红外激光甲烷浓度测量仪的动态响应时间检测装置及方法，通过转盘及其透光部对测量激光的阻挡和穿透，控制器模块对待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表的测量数据的采集和数据输出模块对测量数据的输出和检测，实现了红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间的快速准确检测和测量；同时通过可调速电机控制转盘的转速，从而使得本检测装置能够兼容各种动态响应时间的红外激光甲烷浓度测量仪表；因此，本发明的技术方案检测精度高、成本低廉且可靠性高。

附图说明

图1为本发明装置的功能模块示意图。

图2为本发明方法的方法流程图。

具体实施方式

如图1所示为本发明装置的功能模块示意图：本发明提供的这种红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间检测装置，包括电源模块、标准浓度甲烷气室、可调速电机、电机控制模块、转盘(图中空白的椭圆形所示)、控制器模块、数据输出模块和检测触发模块(包括图中转盘上显示的黑色实心圆圈)；电机控制模块、检测触发模块和数据输出模块均与控制器模块连接；电机控制模块连接可调速电机并控制可调速电机的转速；转盘上设置有透光部(图中采用的是在转盘上开的弧形槽)，转盘安装在可调速电机的输出轴上；待测量的红外激光甲烷浓度测量仪表的测量信号输出端连接控制器模块；电源模块给检测装置供电；控制器模块输出控制指令，并通过电机控制模块控制可调速电机的转速；待测量的红外激光甲烷浓度测量仪表输出的测量激光穿过转盘上的透光部后照射到标准浓度甲烷气室；待测量的红外激光甲烷浓度测量仪表对标准浓度甲烷气室内的气体浓度进行测量并将测量数据上传控制器模块；控制器模块将接收的测量数据通过数据输出模块进行输出；检测人员根据数据输出模块输出的检测数据对待测量的红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间进行检测；检测触发模块设置在转盘上的透光部处，用于检测动态响应时间的起始时刻，并将起始时刻的信息上传至控制器模块。

在具体实施时，检测触发模块可以采用多种形式，以下仅以两种实施例做说明：

实施例一：检测触发模块包括霍尔传感器探头和霍尔传感器感应贴片；霍尔传感器感应贴片布置在转盘上的透光部处，霍尔传感器探头的数据输出端连接控制器模块；霍尔传感器探头用于检测霍尔传感器感应贴片的位置，从而检测透光部经过霍尔传感器探头的时刻，并将该时刻信息上传控制器模块；

实施例二：检测触发模块包括触碰开关和碰块；碰块布置在转盘上的透光部处，触碰开关的数据输出端连接控制器模块；触碰开关用于检测碰块的位置，从而检测透光部经过触碰开关的时刻，并将该时刻信息上传控制器模块。

在具体实施时，透光部可以采用透光孔、透光槽等方式实现，其中透光槽可以采用弧形槽(如图1中所示)，也可以采用其他方向的槽(比如半径方向)，其目的就在于让待测量的红外激光甲烷浓度测量仪表发出的检测激光穿透转盘即可。

在具体实施时，可调速电机可以采用变频电机，同时电机控制模块为变频器；或者采用直流电机，此时电机控制模块则为专用配套的直流电机调速器。

在具体实施时，数据输出模块可以采用两种方式：

实施例一：数据输出模块为上位机；上位机用于接收控制器模块上传的测量数据，并对测量数据进行检测，从而完成红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间检测。

实施例二：数据输出模块为高速摄像机；高速摄像机的摄像头对准待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表的数据显示部分；高速摄像机用于拍摄待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表的数据显示部分的数据变化情况；检测人员根据高速摄像机拍摄的待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表的数据显示部分的数据变化情况，对红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间进行检测。

以下，结合具体工况，对本发明的装置的工作过程进行进一步说明：

工况一：数据输出模块采用上位机，透光部采用弧形槽，待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表采用的是能够实时记录并输出测量结果数据的测量仪表；控制器模块通过电机控制模块控制可调速电机转动；以图1为例，转盘顺时针转动；待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表发出测量激光；初期，测量激光打到转盘上并被转盘阻挡，此时待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表测量的数据应为固定值(比如0)；然后，当转盘继续顺时针旋转，此时，当弧形槽马上就转到测量激光的位置时，此时检测触发模块检测到触发信号，并将该信号上传控制器模块，控制器模块则记录该触发信号的时刻；然后，随着转盘的继续转动，测量激光穿过弧形槽发射到标准浓度甲烷气室上，此时待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表将会有读数(即测量得到的标准浓度甲烷气室内的甲烷浓度)，同时该读数应该是从之前的固定值(比如0)逐渐跳变到最终的测量值(比如x)；在数值跳变的过程中，待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表实时记录测量结果并上传控制器模块；控制器模块将该结果上传至数据输出模块进行输出和展示；在数据输出模块上，检测人员可以根据得到的数据对待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间进行计算(比如从时刻0开始，到检测数据跳变到最终测量x的80％所需要的时间为动态响应时间)，该动态响应时间的计算过程可以人为计算完成，也可以通过电脑编程自动完成。

工况二：数据输出模块采用高速摄像机，透光部采用弧形槽，待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表采用的是无法实时记录并输出测量结果数据的测量仪表；控制器模块通过电机控制模块控制可调速电机转动；以图1为例，转盘顺时针转动；待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表发出测量激光；初期，测量激光打到转盘上并被转盘阻挡，此时待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表测量的数据应为固定值(比如0)；然后，当转盘继续顺时针旋转，此时，当弧形槽马上就转到测量激光的位置时，此时检测触发模块检测到触发信号，并将该信号上传控制器模块，控制器模块则记录该触发信号的时刻，同时控制高速摄像机开始工作(高速摄像机也可以不受控制器模块的控制，一直开启)；然后，随着转盘的继续转动，测量激光穿过弧形槽发射到标准浓度甲烷气室上，此时待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表将会有读数(即测量得到的标准浓度甲烷气室内的甲烷浓度)，同时该读数应该是从之前的固定值(比如0)逐渐跳变到最终的测量值(比如x)；在数值跳变的过程中，高速摄像机全程记录下数值跳变的过程；当数值跳变的过程记录完成后，检测人员调取记录的视频画面并进行慢放，从而根据控制器模块记录的触发信号的时刻(0时刻)，以及视频画面中测量数据跳变的过程，人工对待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间进行测算。

如图2所示为本发明方法的方法流程图：本发明提供的这种所述红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间检测装置的方法，包括如下步骤：

s1.控制器模块发出控制指令，通过电机控制模块控制可调速电机工作在设定的转速，同时待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表发出测量用红外激光；

s2.测量用红外激光投射在转盘上并被转盘阻挡；

s3.当转盘旋转至测量用红外激光马上将投射到转盘上的透光部时，检测触发模块触发并发出触发信号到控制器模块；

s4.控制器模块接收到触发信号并记录接收到触发信号的时刻；此时转盘继续转动，测量用红外激光穿透转盘上的透光部并投射到标准浓度甲烷气室上，并对标准浓度甲烷气室内的气体浓度进行测量；

s5.待检测的红外激光甲烷浓度测量仪表将测量数据实时上传给控制器模块；

s6.控制器模块将上传的测量数据通过数据输出模块输出；

s7.检测人员根据数据输出模块输出的检测数据对待测量的红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间进行检测；

s8.转盘继续转动直至测量用红外激光再次被转盘阻挡，红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间的一次检测过程结束；

s9.重复步骤s2～s7进行多次检测，并对多次检测的检测结果进行综合考量(比如取平均值)，从而完成最终的红外激光甲烷浓度测量仪表的动态响应时间的检测。