[实用新型]立方腔嵌入式双通道甲烷气体浓度实时监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种甲烷气体浓度监测装置，具体涉及一种立方腔嵌入式双通道甲烷气体浓度实时监测装置，属于气体浓度监测领域。

背景技术

甲烷作为当今最主要的清洁能源之一，是天然气和煤层伴生气体瓦斯的主要成分，由于在空气中浓度为5%-15%时极易发生爆炸，故是工业生产和日常生活使用中的关注重点，对甲烷气体进行实时在线监测是对人们生命财产和人身安全的有效保障。

目前，甲烷气体测量装置可分为化学传感器和基于光学吸收方法的传感器。化学传感器以利用催化燃烧法为主，虽然具有很高的测量精度，但探测器寿命短，易老化，测量范围小。光学传感器中一种是光干涉型甲烷传感器，其检测准确度易受环境中二氧化碳和水蒸气的干扰，不利于长时间工作；另外一种灵敏度高的甲烷探测器是利用气体在特定波长处的吸收测量浓度。在这类甲烷探测器中，一类是利用可调谐二极管激光光谱技术（TDLAS），具有响应速度快，测量范围广，可实时在线监测的优势，但所用激光器价格昂贵，实验系统较复杂；一类是基于非色散红外光谱吸收原理，精度较高，可测体积浓度在0-100%范围内的甲烷，常用的非色散型甲烷传感器为单光路式，抗环境干扰能力差，其由于受到传感器体积限制，甲烷吸收光程有限，因此不能满足对于低浓度的甲烷气体探测灵敏度的需求。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有的气体浓度监测装置工艺复杂、成本高和易受外界环境干扰的问题，进而提供一种立方腔嵌入式双通道甲烷气体浓度实时监测装置。

本实用新型为了解决上述技术问题所采取的技术方案是：

本实用新型所述立方腔嵌入式双通道甲烷气体浓度实时监测装置包括高漫反射立体腔、进气口、排气口、红外光源、双通道红外探测器、3.2μm滤光片、4.0μm滤光片、电流调制器、单片机、显示器、楔形石英镜片和底座；

所述高漫反射立体腔的上方设置有进气口，高漫反射立体腔的下方设置有排气口，高漫反射立体腔的侧壁上由上至下开设有入射口和出射口，楔形石英镜片安装在入射口内，红外光源与楔形石英镜片相对设置，电流调制器与红外光源连接；3.2μm滤光片和4.0μm滤光片由下至上安装在出射口内，所述双通道红外探测器的探测面与3.2μm滤光片和4.0μm滤光片相对设置，双通道红外探测器与单片机连接，单片机与显示器连接；所述高漫反射立体腔、红外光源、电流调制器、单片机和显示器均安装在底座上。

优选的：所述电流调制器的调制频率为10Hz。

优选的：所述显示器为LED显示器。

优选的：所述立方腔嵌入式双通道甲烷气体浓度实时监测装置还包括挡光板，所述挡光板的一端安装在高漫反射立体腔的内壁上，挡光板的另一端悬置，且挡光板位于入射口和出射口之间。如此设置，可避免红外光源的光直接入射到双通道红外探测器上。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：本实用新型的立方腔嵌入式双通道甲烷气体浓度实时监测装置是一种快速、灵敏的在线监测装置。内表面涂有高漫反射材料的立方腔制作工艺简单，成本低，能在有限空间体积内使有效光程增大到立方腔边长的20倍左右。双通道法探测气体浓度可以有效的屏蔽外界环境干扰，包括空气中浮尘，设备电压不稳，光源光强波动等，因此可以很好的提高甲烷气体探测灵敏度和精度。

附图说明

图1是本实用新型所述立方腔嵌入式双通道甲烷气体浓度实时监测装置的结构示意图。

图中：1为高漫反射立体腔、2为挡光板、3为进气口、4为排气口、5为红外光源、6为双通道红外探测器、7为3.2μm滤光片、8为4.0μm滤光片、9为电流调制器、10为单片机、11为显示器、12为楔形石英镜片、13为底座。

具体实施方式

下面根据附图详细阐述本实用新型优选的实施方式。

如图1所示，本实用新型所述立方腔嵌入式双通道甲烷气体浓度实时监测装置包括高漫反射立体腔1、进气口3、排气口4、红外光源5、双通道红外探测器6、3.2μm滤光片7、4.0μm滤光片8、电流调制器9、单片机10、显示器11、楔形石英镜片12和底座13；