一种用于氨气和硫化氢的同步在线监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及技术领域，尤其涉及一种用于氨气和硫化氢的同步在线监测系统领域。
【背景技术】
[0002]目前，氨气和硫化氢气体是畜禽舍臭味的主要来源，硫化氢气体是一种有毒气体，具有臭鸡蛋味，不仅对任何畜禽的健康会造成影响，而且容易对周围的环境产生污染。氨气具有强刺激性，高浓度的氨气会对人和畜禽造成危害。同时，氨气也是大气中含量仅次于队和N20的含氮化合物，是大气中酸性成分的中和剂。所以，进行畜禽舍氨气和硫化氢气体的实时监测不仅有益于畜禽的生长，同时也是环境保护的有效措施。
[0003]传统的气体检测的方法有:化学发光检测法、质谱分析法、气相色谱分析法、荧光法。传统的方法测量过程复杂、不能实现在线监测，所以开发一套实时在线的气体监测系统是刻不容缓的。与传统的方法相比，调谐二极管吸收光谱方法检测范围广、选择性高、响应速度快、能够同时检测多种气体、同时能实现在线监测。市场上已经有一些利用调谐二级管激光吸收光谱技术进行气体监测的系统。但是，为畜禽舍开发一套能够实时、同步监测多种污染气体，并且能够适用于大型畜禽舍气体监测系统仍然是我们的研究目标。这将会有效的解决畜禽舍的污染气体对畜禽生产环境的监测和预警。
[0004]因此，针对以上不足，需要提供一种用于氨气和硫化氢的同步在线监测系统，可以对大型畜禽舍内的氨气和硫化氢气体实现同步、在线监测和预警。
【实用新型内容】
[0005](一 )要解决的技术问题
[0006]本实用新型要解决的技术问题是:解决无法对大型畜禽舍内的氨气和硫化氢气体实现同步、在线监测和预警的问题。
[0007]( 二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于氨气和硫化氢同步在线监测系统，包括:激光器驱动模块、第一激光器、第二激光器、第一探测器、第二探测器、角镜及处理装置，所述激光器驱动模块分别与所述第一激光器及第二激光器连接，所述第一激光器与所述角镜之间设置有第一聚焦透镜，所述第二激光器与所述角镜之间设置有第二聚焦透镜，所述处理装置分别与所述第一探测器及第二探测器连接，所述角镜与所述第一探测器之间设置有第三聚焦透镜，所述第二探测器与所述角镜之间设置有第四聚焦透镜。
[0009]优选的，所述处理装置包括:依次连接的调理模块、滤波模块、锁相放大模块、采集处理装置及显示模块，所述调理模块分别与所述第一探测器及第二探测器连接。
[0010]优选的，所述调理模块用于将所述第一探测器和第二探测器输出的电信号进行滤波和放大。
[0011]优选的，所述显示模块为液晶显示屏。
[0012]优选的，所述用于氨气和硫化氢同步在线监测系统，还包括分别与所述第一激光器及第二激光器连接的温控模块。
[0013]优选的，所述第一激光器、第二激光器均采用分布反馈激光器。
[0014]优选的，所述第一激光器的波段为1512nm，所述第二激光器的波段为1590nm。
[0015]优选的，所述激光器驱动模块的锯齿波信号的频率为10Hz，正弦波信号的频率为5KHzo
[0016](三)有益效果
[0017]本实用新型的上述技术方案具有如下优点:本实用新型提供了一种用于氨气和硫化氢同步在线监测系统，包括:激光器驱动模块、第一激光器、第二激光器、第一探测器、第二探测器、角镜及处理装置，所述激光器驱动模块分别与所述第一激光器及第二激光器连接，所述第一激光器与所述角镜之间设置有第一聚焦透镜，所述第二激光器与所述角镜之间设置有第二聚焦透镜，所述处理装置分别与所述第一探测器及第二探测器连接，所述角镜与所述第一探测器之间设置有第三聚焦透镜，所述第二探测器与所述角镜之间设置有第四聚焦透镜。实现了能同时监测氨气和硫化氢气体，而且能实时的对畜禽舍内的生产环境给出预警，同时利用波长调制技术和谐波检测技术提高了系统的检测灵敏度，而且系统的光学系统模块适用于各种复杂的畜禽舍环境。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型实施例氨气和硫化氢同步在线监测系统的原理结构图。；
[0019]图中:1:激光器驱动模块；2:温控模块；3:第一激光器；4:第二激光器；5:第一聚焦透镜；6:第二聚焦透镜；7:被测气体；8:角镜；9:滤波模块；10:调理模块；11:第一探测器；12:第三聚焦透镜；13:锁相放大模块；14:第二探测器；15:第四聚焦透镜；16:采集处理装置；17:显示模块；18:处理装置。
【具体实施方式】
[0020]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0021]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0022]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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的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。
[0023]如图1所示，本实用新型实施例提供的用于氨气和硫化氢同步在线监测系统，包括:一种用于氨气和硫化氢同步在线监测系统，包括:激光器驱动模块1、第一激光器3、第二激光器4、第一探测器11、第二探测器14、角镜8及处理装置18，所述激光器驱动模块I分别与所述第一激光器3及第二激光器4连接，所述第一激光器3与所述角镜8之间设置有第一聚焦透镜5，所述第二激光器4与所述角镜8之间设置有第二聚焦透镜6，所述处理装置18分别与所述第一探测器11及第二探测器14连接，所述角镜8与所述第一探测器11之间设置有第三聚焦透镜12，所述第二探测器14与所述角镜8之间设置有第四聚焦透镜15ο
[0024]本系统的光学原理是气体的选择性吸收原理和Lambert-Beer原理。气体选择吸收原理:气体分子只能吸收那些能量正好等于它的某两个能级能量差的光子，即h V =
E1-E2
[0025]其中，h代表普朗克常量；
[0026]V代表激光频率；
[0027]En E2代表气体分子的两个能级。
[0028]Lambert-Beer (光吸收基本定律)定律:一束平行的单色光经过吸收气体之后其光强会减弱，其强度表达式为:I ( V ) = I。( V ) exp (_ σ ( V ) CL)
[0029]其中，σ(ν)为待测气体在频率为V时的吸收系数；
[0030]C为待测气体浓度；
[0031]L为光程，即吸收路径的长度；
[0032]Ι(ν)为光穿过待测气体后的强度；
[0033]1 ( V )为光穿过待测气体前的强度；
[0034]优选的，本实施例中激光源设置有两个激光器，第一激光器3和第二激光器4，分别发射出1512nm和1590nm两路激光束，两路光束分别被第一聚焦透镜5和第二聚焦透镜6汇聚以减少光束的衰减。汇聚后的光束经过被测气体7后被角镜8反射，反射后的光束再次被被测气体吸收，这种光学结构能增加系统的光程，提高系统灵敏度。反射后的光束被第三聚焦透镜12和第四聚焦透镜15汇聚，并被第一探测器11和第二探测器14接收。
[0035]优选的，所述激光器驱动模块I，分别与第一激光器3和第二激光器4相连，系统米用