[实用新型]一种CO浓度和能见度检测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及CO气体浓度及能见度检测领域，特别涉及一种基于红外光谱理论的双波长测量CO浓度同时采用透射法测量能见度的检测仪器。 

背景技术

CO气体浓度和能见度是在交通、环境、气候方面重要的气象因素。CO气体浓度和能见度的高低对人的户外活动有直接的影响，当CO浓度增高、能见度变差时，严重危及人身安全，对交通运输业影响尤为严重。所以，对CO浓度和能见度进行实时检测十分必要。 

常用的气体分析方法有：电化学法、电气法、色谱法、红外和紫外光学吸收法等。现在红外光学气体检测方法被广泛研究及应用，该方法测量精度高、可靠性高、量程大。现有红外气体分析仪按其测量方法主要有分光型和非分光型。分光型测量原理：分光系统分出单色光，使通过介质层的红外线波长与被测组分的特征吸收光谱相吻合而进行测定的，其分析力强，但系统稍复杂，一般用于实验室。非分光型测量原理：红外光源辐射连续光到样品上，样品有特定的红外吸收光谱，同时采用与样品具有相同吸收光谱的检测器来测定样品对红外光的吸收程度。非分光型红外气体分析仪功能较单一，但系统简单、可靠性好，工业现场多采用此类仪器。 

现用的不分光型红外分析仪主要采用气体滤波相关技术。气体滤波相关技术测量原理为：相关轮上有两个气室：参考气室充满了高浓度的待测气体，测量气室充满了不吸收红外的氮气。电机带动相关轮旋转使光源辐射的红外光交替的通过参考气室和测量气室，当通过参考气室时，高浓度待测气体将红外几乎全部吸收，探测器接收到的光强较弱，转换成的电信号较小；而经过测量气室时，由于氮气不吸收红外，探测器接收到的光强较强，转换成的电信号较大。通过对比两信号可求得待测气体浓度。 

现有的测量能见度的方法有透射法和散射法： 

透射法采用收发端分离的形式，它检测的是光在传播时因大气中微粒的消光作用衰减后的光强。显然光源发射功率一定，接收的功率越低，则能见度越低。透射法具有采样体积大，环境条件对其测量结果影响较小，测量精度高的优点。 

散射法测能见度可分为前向散射法和后向散射法。光照射在被测试的大气中，受到大气分子、气溶胶等微粒的散射，前、后向散射法分别测量发射光线的前、后向散射光来测量能见度。能见度高，表示空气中的大气微粒少，因而散射光弱；反之，若散射光强，则表示能见度低。散射法存在以下缺点：其一，取样空间相对小，代表性稍差；其二，高能见度误差大，系统光源功率变化、镜头灰尘等造成的误差也难于修正；其三，定标相对困难，计算公式繁琐。 

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种CO浓度和能见度检测仪。本实用新型基于红外光谱理论的双波长法测量CO浓度，并基于透射法测量能见度。 

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种CO浓度和能见度检测仪，它包括：电路板、转盘、机壳、第一反射镜、探测器、红外光源、第一通孔、第二通孔、第二反射镜、第三反射镜、第一透镜、第二透镜和步进电机；其中，所述步进电机固定在电路板上，其输出轴与转盘的中心固定连接，转盘上开有第一通孔和第二通孔，第二反射镜和第三反射镜固定在转盘上；探测器和红外光源焊接在电路板上；第一透镜和第二透镜安装在机壳前表面上，探测器和红外光源分别置于第一透镜、第二透镜的焦点上；第一反射镜置于机壳前方，与机壳的距离不小于3米；红外光源、第二反射镜、第三反射镜、探测器构成参考光路；红外光源、第二通孔、第二透镜、第一反射镜、第一通孔、第一透镜、探测器构成测量光路。 

进一步地，所述探测器为双滤波片红外热释电探测器，其具有两个接收窗口，第一接收窗口接收波长为4μm的红外光，第二接收窗口接收波长为4.67μm的红外光；所述第一透镜和第二透镜为氟化钙红外透镜。 

本实用新型的有益效果是： 

1.本实用新型实现CO浓度和能见度同时检测，且结构简单：只需一套光路、机械结构和硬件电路，单光源和双元探测器； 

2.可以消除散射掉的红外光、镜头上灰尘的吸收以及透镜、反光镜和滤光片等系统零件的吸收因素造成的误差，实现精确测量； 

3.双波长法与气体滤波相关技术相比，省去了高浓度气体参比气室，简化了系统结构，更为安全，也助于节约成本； 

4.该仪器体积小、重量轻、使用方便，适用于机场、隧道、公路、大气环境监测等对CO浓度和能见度实时监测的场所。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图； 

图2是本实用新型的参考光路框图； 

图3是本实用新型的测量光路框图； 

图4是本实用新型的电路总框架图；