一種臭氧分析系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于氣體監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，本實(shí)用新型一種臭氧分析系統(tǒng)，包括：光源、氣室、光譜儀和上位機(jī)；所述氣室設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述氣室流通待測(cè)氣體；所述光譜儀的輸入端和輸出端分別連接所述氣室的輸出端和所述上位機(jī)的輸入端，所述光譜儀接收所述光源發(fā)出的穿過(guò)所述氣室的光線，將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，并發(fā)送給所述上位機(jī)，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)使用模塊化的結(jié)構(gòu)代替現(xiàn)有技術(shù)中的分立元件，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。
【專利說(shuō)明】一種臭氧分析系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于氣體監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種臭氧分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]臭氧氣體分析儀是空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的模塊儀器之一，目前國(guó)內(nèi)及很多國(guó)外生產(chǎn)的臭氧分析儀，都采用紫外吸收法，包括單光路分析方法或者雙光路分析方法。紫外吸收法中無(wú)論是單光路分析方法還是雙光路分析方法，都需要在氣路中產(chǎn)生參比氣體，而要形成參比氣體，就需要增加電磁閥以及臭氧滌除催化劑等氣路設(shè)施，并且要在不影響氣路流量壓力的情況下產(chǎn)生參比氣體，這種氣路元件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易模塊化，導(dǎo)致臭氧分析儀器整體體積大，不能應(yīng)用于小型化、微型化的空氣質(zhì)量檢測(cè)儀中。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種臭氧分析系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的分析儀器中結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致整體體積變大的問(wèn)題。
[0004]—種臭氧分析系統(tǒng)，包括:光源、氣室、光譜儀和上位機(jī)；
[0005]所述氣室設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述氣室流通待測(cè)氣體；
[0006]所述光譜儀的輸入端和輸出端分別連接所述氣室的輸出端和所述上位機(jī)的輸入端，所述光譜儀接收所述光源發(fā)出的穿過(guò)所述氣室的光線，將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，并發(fā)送給所述上位機(jī)。
[0007]所述光譜儀包括:可調(diào)狹縫、凹面光柵和信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊，所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊的輸出端與所述上位機(jī)的輸入端連接，所述凹面光柵將從所述可調(diào)狹縫進(jìn)入的光線進(jìn)行分光、聚焦到所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊，所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，并發(fā)送給所述上位機(jī)。
[0008]所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊包括光探測(cè)器和AD轉(zhuǎn)換器；
[0009]所述光探測(cè)器的輸出端連接所述AD轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述光線探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)并發(fā)送給所述AD轉(zhuǎn)換器；
[0010]所述AD轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述上位機(jī)的輸入端，所述AD轉(zhuǎn)換器將所述模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)并發(fā)送給所述上位機(jī)
[0011 ] 所述光探測(cè)器為PDA探測(cè)器，所述PDA探測(cè)器的輸出端連接所述AD轉(zhuǎn)換器的輸入端。
[0012]所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊還包括數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊，所述數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊的控制端與所述上位機(jī)的輸出端連接，所述數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊的輸出端連接所述光探測(cè)器的輸入端和所述AD轉(zhuǎn)換器的輸入端。
[0013]所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊還包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器的輸入端連接所述AD轉(zhuǎn)換器和所述數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊，所述存儲(chǔ)器的輸出端連接所述上位機(jī)。
[0014]所述光源包括光源驅(qū)動(dòng)電路、氙燈、聚光鏡和光纖接頭，所述光源驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與所述氙燈的輸入端連接，所述氙燈的前端設(shè)置所述聚光鏡，所述聚光鏡將所述氙燈發(fā)出的光線聚焦在所述光纖接頭上，所述光纖接頭發(fā)出光線穿過(guò)氣室輸出到所述光譜儀中。
[0015]所述光源驅(qū)動(dòng)電路的控制端與所述上位機(jī)的輸出端連接。
[0016]本實(shí)用新型一種臭氧分析系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)使用模塊化的結(jié)構(gòu)代替現(xiàn)有技術(shù)中的分立元件，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，并可應(yīng)用于小型化和微型化的空氣質(zhì)量檢測(cè)儀器中，使空氣質(zhì)量檢測(cè)儀器性能穩(wěn)定，整體體積小，便于使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種臭氧分析系統(tǒng)的實(shí)施例示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種臭氧分析系統(tǒng)中光源的實(shí)施例示意圖；
[0019]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種臭氧分析系統(tǒng)中光譜儀的實(shí)施例示意圖；
[0020]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種臭氧分析系統(tǒng)中信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊和上位機(jī)連接的實(shí)施例示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例提供一種臭氧分析系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，包括:光源11、氣室12、光譜儀13和上位機(jī)14 ；
[0023]所述氣室12設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述氣室12流通待測(cè)氣體；
[0024]所述光譜儀13的輸入端和輸出端分別連接所述氣室12的輸出端和所述上位機(jī)14的輸入端，所述光譜儀13接收所述光源發(fā)出的穿過(guò)所述氣室12的光線，將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，并發(fā)送給所述上位機(jī)14。
[0025]所述光源11包括光源驅(qū)動(dòng)電路111、氣燈112、聚光鏡113和光纖接頭114,所述光源驅(qū)動(dòng)電路111的輸出端與所述氙燈112的輸入端連接，所述氙燈112的前端設(shè)置所述聚光鏡113，所述聚光鏡113將所述氙燈112發(fā)出的光線聚焦在所述光纖接頭114上，所述光纖接頭114發(fā)出光線穿過(guò)氣室輸出到所述光譜儀13中。
[0026]所述光源可以通過(guò)自動(dòng)、手動(dòng)或上位機(jī)控制，優(yōu)選的，所述光源通過(guò)上位機(jī)控制，所述光源驅(qū)動(dòng)電路的控制端與所述上位機(jī)的輸出端連接，根據(jù)所述上位機(jī)的軟件控制所述光源發(fā)出脈沖閃光。
[0027]所述光纖接頭114優(yōu)選為SMA-905，所述光纖接頭將光線耦合進(jìn)入光譜儀。
[0028]所述光譜儀13包括:可調(diào)狹縫131、凹面光柵132和信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊133，所述凹面光柵132將從所述可調(diào)狹縫131進(jìn)入的光線進(jìn)行分光并聚焦到所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊133，所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊133將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，并發(fā)送給所述上位機(jī)14。
[0029]所述可調(diào)狹縫131可以進(jìn)行調(diào)節(jié)改變狹縫的間距。
[0030]所述凹面光柵132具有聚焦及分光作用，使用時(shí)不需要準(zhǔn)直鏡及聚焦鏡，可直接將光線分光并聚焦到所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊133。[0031]所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化133電路包括光探測(cè)器和AD轉(zhuǎn)換器；
[0032]所述光探測(cè)器的輸出端連接所述AD轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述光線探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)并發(fā)送給所述AD轉(zhuǎn)換器；
[0033]所述AD轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述上位機(jī)的輸入端，所述AD轉(zhuǎn)換器將所述模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)并發(fā)送給所述上位機(jī)
[0034]所述光探測(cè)器的一種實(shí)施方式為PDA (photo-diode array, 二極管陣列檢測(cè)器)探測(cè)器，所述PDA探測(cè)器的輸出端連接所述AD轉(zhuǎn)換器的輸入端。
[0035]具體的，請(qǐng)參閱圖4，所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊133與所述上位機(jī)14連接，其中，所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊133包括PDA探測(cè)器141和AD轉(zhuǎn)換器142，所述PDA探測(cè)器的輸出端連接所述AD轉(zhuǎn)換器142的輸入端，所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊還包括數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊143，所述數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊143的控制端與所述上位機(jī)14的輸出端連接，所述數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊143的輸出端連接所述PDA探測(cè)器141的輸入端和所述AD轉(zhuǎn)換器142的輸入端，所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊133還包括存儲(chǔ)器144，所述存儲(chǔ)器144的輸入端連接所述AD轉(zhuǎn)換器142和所述數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊143，所述存儲(chǔ)器144的輸出端連接所述上位機(jī)14。圖4中，除了上位機(jī)外，其他都是光譜儀中信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊的部件
[0036]所述PAD探測(cè)器將所述光譜儀接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)并發(fā)送給所述AD轉(zhuǎn)換器，所述AD轉(zhuǎn)換器將所述模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)并發(fā)送給所述控制器存儲(chǔ)起來(lái)，所述數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊在所述上位機(jī)的控制下發(fā)出時(shí)序控制信號(hào)控制所述PAD探測(cè)器和所述AD轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊和所述上位機(jī)之間通訊是用VB語(yǔ)言設(shè)計(jì)完成的，調(diào)用基本的并行接口操作函數(shù)，可以將所述上位機(jī)發(fā)出的控制命令寫入，同時(shí)所述上位機(jī)也可以讀取當(dāng)前的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。
[0037]所述上位機(jī)14至少包括液晶顯示器、薄膜鍵盤和控制器，通過(guò)薄膜鍵盤改變PDA當(dāng)前的積分時(shí)間，并通過(guò)液晶顯示器可以查看PDA當(dāng)前所處的狀態(tài)。
[0038]現(xiàn)有的信號(hào)采集板使用的驅(qū)動(dòng)時(shí)序和數(shù)據(jù)處理控制電路均是由分立元件搭制而成的，這種方法不僅增大了電路板的面積和復(fù)雜程度，不適用于小型化臭氧分析儀。
[0039]本實(shí)用新型實(shí)施例中的信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊采用可編程邏輯器件，可以在上位機(jī)的控制下同時(shí)產(chǎn)生PDA光電轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)時(shí)序及數(shù)據(jù)信號(hào)處理的控制時(shí)序，并且體積小，可適用于小型的臭氧分析儀。
[0040]本實(shí)用新型實(shí)施例一種臭氧分析系統(tǒng)的具體工作過(guò)程為:所述光源在所述光源驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)下發(fā)光，光線經(jīng)所述光纖接頭SMA-905耦合進(jìn)入光譜儀，經(jīng)過(guò)所述可調(diào)狹縫到達(dá)所述凹面光柵，所述凹面光柵具有聚焦及分光作用，使用時(shí)不需要準(zhǔn)直鏡及聚焦鏡，通過(guò)PDA探測(cè)器置于凹面光柵的成像面上，即可得到分開的光譜信號(hào)，后經(jīng)信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊經(jīng)過(guò)采集轉(zhuǎn)化成電信號(hào)發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)軟件處理成為光譜圖，同時(shí)上位機(jī)根據(jù)所述電信號(hào)計(jì)算出大氣中臭氧的濃度，顯示在顯示器上。
[0041]本實(shí)用新型實(shí)施例在光譜儀中由于使用凹面光柵，與平面光柵相比，制成的光譜儀元件少，元件位置固定，調(diào)試安裝簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型實(shí)施例在信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊中優(yōu)選PDA探測(cè)器，與CCD探測(cè)器相比，在紫外區(qū)間具有高的響應(yīng)靈敏度，響應(yīng)時(shí)間短，工作過(guò)程中無(wú)需制冷。
[0042]本實(shí)用新型實(shí)施例為了解決大氣中臭氧分析模塊的微型化、模塊化問(wèn)題，通過(guò)設(shè)置與現(xiàn)有技術(shù)不同的結(jié)構(gòu)，可以采用UV-DOAS技術(shù)(紫外差分吸收光譜技術(shù))，采用不同的波長(zhǎng)測(cè)量光吸收的另外一種非分散方法。在系統(tǒng)中，通過(guò)使用參比波長(zhǎng)代替參比池或者系統(tǒng)中產(chǎn)生參比氣體，因此使得系統(tǒng)元件模塊化，微型化。
[0043]本實(shí)用新型一種臭氧分析系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)使用模塊化的結(jié)構(gòu)代替現(xiàn)有技術(shù)中的分立元件，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，并可應(yīng)用于小型化和微型化的空氣質(zhì)量檢測(cè)儀器中，使空氣質(zhì)量檢測(cè)儀器性能穩(wěn)定，整體體積小，便于使用。
[0044]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型。例如，各個(gè)模塊只是按照功能邏輯進(jìn)行劃分的，但并不局限于上述的劃分，只要能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能即可；另外，各功能模塊的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分，并不用于限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0045]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種臭氧分析系統(tǒng),包括:光源、氣室、光譜儀和上位機(jī)；其特征在于，所述氣室設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述氣室流通待測(cè)氣體； 所述光譜儀的輸入端和輸出端分別連接所述氣室的輸出端和所述上位機(jī)的輸入端，所述光譜儀接收所述光源發(fā)出的穿過(guò)所述氣室的光線，將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，并發(fā)送給所述上位機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的臭氧分析系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜儀包括:可調(diào)狹縫、凹面光柵和信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊，所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊的輸出端與所述上位機(jī)的輸入端連接，所述凹面光柵將從所述可調(diào)狹縫進(jìn)入的光線進(jìn)行分光并聚焦到所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊，所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，并發(fā)送給所述上位機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的臭氧分析系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊包括光探測(cè)器和AD轉(zhuǎn)換器； 所述光探測(cè)器的輸出端連接所述AD轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述光線探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)并發(fā)送給所述AD轉(zhuǎn)換器； 所述AD轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述上位機(jī)的輸入端，所述AD轉(zhuǎn)換器將所述模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)并發(fā)送給所述上位機(jī)。
4.如權(quán)利要求3所述的臭氧分析系統(tǒng)，其特征在于，所述光探測(cè)器為PDA探測(cè)器，所述PDA探測(cè)器的輸出端連接所述AD轉(zhuǎn)換器的輸入端。
5.如權(quán)利要求3所述的臭氧分析系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊還包括數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊，所述數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊的控制端與所述上位機(jī)的輸出端連接，所述數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊的輸出端連接所述光探測(cè)器的輸入端和所述AD轉(zhuǎn)換器的輸入端。
6.如權(quán)利要求5所述的臭氧分析系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)采集轉(zhuǎn)化模塊還包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器的輸入端連接所述AD轉(zhuǎn)換器和所述數(shù)字邏輯與時(shí)序產(chǎn)生模塊，所述存儲(chǔ)器的輸出端連接所述上位機(jī)。
7.如權(quán)利要求1所述的臭氧分析系統(tǒng)，其特征在于，所述光源包括光源驅(qū)動(dòng)電路、氙燈、聚光鏡和光纖接頭，所述光源驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與所述氙燈的輸入端連接，所述氙燈的前端設(shè)置所述聚光鏡，所述聚光鏡將所述氙燈發(fā)出的光線聚焦在所述光纖接頭上，所述光纖接頭發(fā)出光線穿過(guò)氣室輸出到所述光譜儀中。
8.如權(quán)利要求7所述的臭氧分析系統(tǒng)，其特征在于，所述光源驅(qū)動(dòng)電路的控制端與所述上位機(jī)的輸出端連接。
【文檔編號(hào)】G01N21/31GK203798725SQ201320772888
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】孫巖, 劉曉峰 申請(qǐng)人:宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司