[发明专利]易燃气体中氧气浓度检测装置及其应用

说明书

本发明涉及气体浓度检测技术领域，提供一种氧气浓度检测装置及其应用，所述氧气浓度检测装置包括：光学模块、信号检测单元、信号处理电路和单片机控制电路；当激光经氧气时，氧气分子对激光中755‑765nm波长范围内激光分量吸收后，经物体表面反射的部分激光经氧气吸收后照射回透镜，经透镜汇聚至信号检测单元；信号检测单元接收到汇聚的激光信号，并将激光信号转换为原始电信号；信号处理电路与信号检测单元电连接，信号处理电路接收并对原始电信号进行放大和滤波处理，得到处理后的电信号；单片机控制电路对处理后的电信号进行差分处理，得到待测氧气浓度信号。本发明能够测量空间中易燃气体中的氧气浓度，稳定性高、测量精度高。

技术领域

本发明涉及气体浓度检测领域，尤其涉及一种易燃气体中氧气浓度检测装置及其应用。

背景技术

许多行业需要对空气中氧气的浓度进行测试，目前应用于氧气测量的方式主要有，利用超声波技术测量氮氧混合气体中氧气比例，基于电化学和氧化物及半导体技术的氧气传感器，可调谐多模激光二极管激光器或可调谐单模激光二极管激光器通过对发射的激光束分成两束光束，其中一束直接被光电二极管采集，另一束经反射镜多次反射和氧气吸收后被光电二极管采集。

现阶段超声波技术测量目标为氮氧混合气中氧气的混合比例，无法测量易燃气体和氧气混合气中氧气的浓度。电化学和氧化物及半导体技术测量氧气浓度存在响应时间长，需要定期维护，易受其他气体干扰的缺点，可调谐多模激光二极管激光器或可调谐单模激光二极管激光器将发射光束分成两束，需要反射镜多次反射，光路结构复杂，分光器件易受外界物理条件影响，在复杂环境中长期检测稳定性较差，上述测量方式测量目标为空间中单点的氧气浓度。

发明内容

本发明主要解决现有技术的氧气检测设备只能测量单点的氧气浓度，运行过程中稳定性差、测量精度、响应速度低，不能及时反馈易燃气体中氧气浓度等技术问题，提出一种开放式的易燃气体中氧气浓度检测装置及应用，能够测量目标为空间中一定范围内氧气和易燃气体混合气中氧气的浓度，响应时间短、免维护、在环境恶劣条件下稳定性高、测量精度高、可对特定区域和人员难以到达区域中氧气浓度进行检测，无需消耗氧气反应物，具有便携性和免维护的优点。

本发明提供了一种氧气浓度检测装置，包括：光学模块(5)、信号检测单元(7)、信号处理电路(12)和单片机控制电路(9)；

所述光学模块(5)包括：透镜(3)、信号检测单元(7)和设置在透镜(3)附近的测量光激光器(4)；所述测量光激光器(4)与单片机控制电路(9)电连接；

所述测量光激光器(4)发射激光，当激光经氧气时，氧气分子对激光中755nm-765nm波长范围内激光分量吸收后，经物体表面反射的部分激光经氧气吸收后照射回透镜(3)，经透镜(3)汇聚至信号检测单元(7)；

所述信号检测单元(7)设置在透镜(3)的焦点处，所述信号检测单元(7)接收到经透镜(3)汇聚的激光信号，并将激光信号转换为原始电信号；

所述信号处理电路(12)与信号检测单元(7)电连接，所述信号处理电路(12)接收并对原始电信号进行放大和滤波处理，得到处理后的电信号；

所述单片机控制电路(9)与信号处理电路(12)电连接，所述单片机控制电路(9)对处理后的电信号进行差分处理，得到待测易燃气体中氧气浓度信号。

优选的，所述透镜(3)表面镀有在755nm-765nm具有增透或滤光功能的介质膜。

优选的，还包括无线传输模块或者有线传输模块；

所述无线传输模块或者有线传输模块与单片机控制电路(9)电连接。

优选的，还包括：外壳(1)，所述外壳(1)与测试区域有气体互通，所述外壳(1)内形成气室(8)。

优选的，所述外壳(1)内配合设置一组反射镜(6)；