一种用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统的制作方法

本技术涉及大气环境检测，尤其涉及一种用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统。

背景技术：

1、基于非色散红外(ndir)原理的温室气体检测器(例如co2、甲烷检测器)和水汽检测器是目前具有快速响应、精确测量的常见检测器，主要构成包括红外光源、传感元件、光学腔体和处理电路，该类检测器通常包括参考通道接收窗口和工作通道接收窗口，用于接收不同波长的红外光。当红外光源发射出的红外光穿过光学腔体时，腔体内的气体会吸收一部分红外光，通过获取参口通道接收窗口和工作通道接收窗口的电信号差异，可以计算出气体浓度。但是，这类温室气体检测系统通常只具备单一温室气体检测功能，无法满足同时检测温室气体和水汽浓度的要求。此外，使用气泵和密闭式光学腔体的检测器在实际使用中，常常由于有水汽留存在密闭式光学腔体中，容易对光路产生影响，无法满足精密检测的要求。

2、因此，急需开发一种能够同步实现大气环境中温室气体、水汽浓度快速、精确检测的检测系统。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统，包括上壳体、下壳体和支撑杆；所述上壳体位于所述下壳体的上方，所述上壳体经多个沿其周向间隔设置的空心的支撑杆与所述下壳体相互连通，支撑杆所围区域中的所述上壳体的底部和下壳体的顶部分别设置有上下对应的上聚光镜和下聚光镜；所述上壳体内部设置有水汽传感器以及与水汽传感器相连的上控制电路，所述水汽传感器正对所述上聚光镜；所述下壳体内部设置有红外光源、带通滤波片以及与红外光源相连的下控制电路，所述带通滤波片位于所述红外光源的正上方，所述红外光源正对所述下聚光镜；

4、所述水汽传感器为四通道红外传感器，包括水汽工作通道、甲烷工作通道、参考通道和二氧化碳工作通道，各通道前分别设置有一个窄宽带滤光片，各滤光片的中心波长分别为1.94μm、3.3μm、3.9μm和4.26μm。

5、优选的，所述四通道红外传感器为红外四通道热释电传感器或红外四通道热电堆传感器；所述四通道红外传感器的热响应常数和电响应常数不高于20ms。

6、优选的，所述四通道红外传感器自带电制冷模块。

7、优选的，所述红外光源为黑体光源或红外白炽灯光源。

8、优选的，所述带通滤波片的可通过范围为1-5μm。

9、优选的，所述上聚光镜和所述下聚光镜为镀有增透膜的红外透镜，增透膜波段为1-5μm。

10、优选的，所述下壳体内可拆卸设置除湿试剂瓶。

11、优选的，所述下壳体上设置有供电接口，所述上控制电路和所述下控制电路均与所述供电接口相连，所述供电接口为标准12v接口，能够通过转化器与市电连接或与便携电池连接实现供电。

12、优选的，所述下壳体上设置有信号传输接口，所述上控制电路和所述下控制电路均与所述信号传输接口相连，所述信号传输接口与计算机连接，实现信号的实时传输和对系统采样频率的控制。

13、优选的，所述下壳体的底部设置有向下竖直延伸的支撑柱。

14、本实用新型的有益效果是：1、能够同时、快速、精确检测大气环境中温室气体、水汽浓度，为测定生态系统物质、能量交换通量提供技术支撑。2、除湿试剂瓶能够避免壳体内可能存在的少量水汽对测量精度的影响，以及对光源、传感器、相关电路的损伤。3、采用四通道传感器，其中的参考通道能够消除光源波动及光学窗口污染带来的影响。4、在光源前设置带通滤光片，消除了所需范围外的波段的红外光对传感器的影响。5、支撑杆采用空心设置，便于电路走线。6、支撑柱的设置便于检测系统的安装高度和角度的调整。

技术特征：

1.一种用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统，其特征在于：包括上壳体、下壳体和支撑杆；所述上壳体位于所述下壳体的上方，所述上壳体经多个沿其周向间隔设置的空心的支撑杆与所述下壳体相互连通，支撑杆所围区域中的所述上壳体的底部和下壳体的顶部分别设置有上下对应的上聚光镜和下聚光镜；所述上壳体内部设置有水汽传感器以及与水汽传感器相连的上控制电路，所述水汽传感器正对所述上聚光镜；所述下壳体内部设置有红外光源、带通滤波片以及与红外光源相连的下控制电路，所述带通滤波片位于所述红外光源的正上方，所述红外光源正对所述下聚光镜；

2.根据权利要求1所述的用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统，其特征在于：所述四通道红外传感器为红外四通道热释电传感器或红外四通道热电堆传感器；所述四通道红外传感器的热响应常数和电响应常数不高于20ms。

3.根据权利要求2所述的用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统，其特征在于：所述四通道红外传感器自带电制冷模块。

4.根据权利要求1所述的用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统，其特征在于：所述红外光源为黑体光源或红外白炽灯光源。

5.根据权利要求1所述的用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统，其特征在于：所述带通滤波片的可通过范围为1-5μm。

6.根据权利要求1所述的用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统，其特征在于：所述上聚光镜和所述下聚光镜为镀有增透膜的红外透镜，增透膜波段为1-5μm。

7.根据权利要求1所述的用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统，其特征在于：所述下壳体内可拆卸设置除湿试剂瓶。

8.根据权利要求1所述的用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统，其特征在于：所述下壳体上设置有供电接口，所述上控制电路和所述下控制电路均与所述供电接口相连，所述供电接口为标准12v接口，能够通过转化器与市电连接或与便携电池连接实现供电。

9.根据权利要求1所述的用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统，其特征在于：所述下壳体上设置有信号传输接口，所述上控制电路和所述下控制电路均与所述信号传输接口相连，所述信号传输接口与计算机连接，实现信号的实时传输和对系统采样频率的控制。

10.根据权利要求1所述的用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统，其特征在于：所述下壳体的底部设置有向下竖直延伸的支撑柱。

技术总结
本技术公开了一种用于同时检测大气环境中温室气体和水汽浓度的开路检测系统，包括上壳体、下壳体和支撑杆；上壳体位于下壳体的上方，上壳体经多个间隔设置的空心的支撑杆与下壳体相互连通，支撑杆所围区域中的上壳体的底部和下壳体的顶部分别设置有上下对应的上聚光镜和下聚光镜；上壳体内部设置有水汽传感器以及与水汽传感器相连的上控制电路，水汽传感器正对上聚光镜；下壳体内部设置有红外光源、带通滤波片以及与红外光源相连的下控制电路，带通滤波片位于红外光源的正上方，红外光源正对下聚光镜。优点是：能够同时、快速、精确检测大气环境中温室气体、水汽浓度，为测定生态系统物质、能量交换通量提供技术支撑。

技术研发人员：聂林峰,王清立,杜鸿慧,贾松坡
受保护的技术使用者：北京京禾汽科技有限公司
技术研发日：20230718
技术公布日：2024/1/5