[发明专利]禽舍硫化氢气体浓度检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及有害气体检测技术领域，尤其涉及一种禽舍硫化氢气体浓度检测系统及方法。

背景技术

家禽养殖环境中的含硫有机物(粪便、垫草、饲料等)在分解过程中会产生H₂S气体。H₂S气体具有毒性，并散发出刺激性气味。当禽舍内存在低浓度的H₂S气体时，会对禽类和饲养人员的嗅觉产生刺激，引起呼吸道的不适感和疾病；当禽舍内存在高浓度的H₂S气体时，会导致禽类和饲养人员中毒，甚至死亡；在禽舍内的H₂S气体向外排放时，会造成周边空气的恶化。H₂S气体的毒性虽然较强，但禽舍内的H₂S气体浓度一般较低，给其在线检测带来了一定的困难。

现常用的禽舍内H₂S气体在线检测方法有两种。一种为紫外荧光分析法(Temporal and spatial distributions of aerial contaminants in an enclosed pig buildings in winter，Environmental Research，44卷，第6期，11-19页)：将H₂S气体通过转炉在400℃时转化为SO₂，通过激光诱导荧光分析SO₂的浓度，从而获得H₂S的浓度。另一种方法为电化学法(Micro-machined nano-crystalline silver doped SnO₂ H₂S sensor，Sensors anf Actuators B：Chemical，114卷，第1期，32-39页)，即使待测气体与制备的金属氧化物电极起化学反应，从而分析H₂S的浓度。

紫外荧光分析法可对禽舍内H₂S气体浓度进行精确测定，但有如下缺陷：

(1)需要进行高温化学反应，期间耗费时间和能量；

(2)虽可实现在线监测，但反应速度慢，测量时间长；

(3)装置的体积一般比较大；

(4)仅可获得测量位置的H₂S气体浓度，不能对一定区域内的H₂S气体浓度进行监测。

电化学法可实现禽舍内H₂S气体浓度的低成本在线检测，但有如下缺陷：

(1)禽舍内H₂S气体浓度较低，电化学电极反应不敏感，检测精度不高；

(2)电化学电极存在基线飘移，需经常对其进行校准；

(3)电化学电极实用寿命较短，需及时更换；

(4)需要接触测量，仅可获得测量位置的H₂S气体浓度，不能对一定区域内的H₂S气体浓度进行监测。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种可实时获取一定范围内的H₂S气体浓度、使用寿命长、且检测精度高的非接触式禽舍H₂S气体浓度检测系统及方法。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种禽舍内硫化氢气体浓度检测系统，该系统包括：激光器，用于发射设定波长的激光，所述设定波长为硫化氢气体的特征波长；光收发器，与所述激光器连接，用于将发射光发送至反射器，并将反射器反射回的反射光发送至光电检测器；反射器，用于将由所述光收发器发出的激光反射回所述光收发器；光电检测器，与所述光收发器相连，用于对所述反射光进行光电转换，并将转换得到的电信号发送至信号采集处理及显示器；信号采集处理及显示器，与所述光电检测器相连，用于根据所述电信号，采用朗伯比尔定律反演待测硫化氢气体的浓度，并显示得到的待测硫化氢气体的浓度信息。

优选地，该系统还包括：激光器控制模块，与所述激光器相连，用于驱动所述激光器发射激光信号。

优选地，该系统还包括：温控模块，所述激光控制模块相连，用于将所述激光器的温度控制在恒定范围内，并产生调制信号，对激光器发射的激光的波长进行调制。

优选地，所述激光器为分布反馈DFB激光器。

优选地，所述光收发器包括：光准直器，用于滤除所述激光器发射的激光中的杂散光，以及汇聚反射器反射回的反射光；分光单元，用于对所述光准直器汇聚的反射光进行分光处理。