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定形机尾气湿度检测装置及方法


技术摘要:
本发明涉及一种定形机尾气湿度检测装置及方法,所述装置包括激光驱动组件、激光器、激光分束器、待测气体气室、第一光电传感器、第二光电传感器、第一前置放大电路、第一带通滤波电路、第二前置放大电路、第二带通滤波电路和上位机。本发明与二氧化锆化学法测量相比,  全部
背景技术:
纺织定形机尾气湿度是控制定形机转速的一种重要参数,对纺织工业能源节省具 有重大的意义。目前纺织定形机湿度检测主要采用二氧化锆传感器与氧原子进行反应检测 出待测气体中氧原子的浓度,进而计算出水蒸气的浓度。 但是通过氧原子检测由于工期中存在氧气,因此通过二氧化锆检测水蒸气浓度存 在较大的误差,同时二氧化锆传感器是根据化学反应进而测出水气浓度,所以在工作过程 中会对二氧化锆产生损耗,因此在工业实际中一般每三年需要更换一次检测传感探头,增 大了实时在线检测的成本,并且检测精度较低。
技术实现要素:
本发明旨在解决现有技术中检测精度较低和检测传感探头需要定期更换的问题, 提供一种基于TDLAS技术的定形机尾气湿度检测装置及方法。 为了实现上述目的,本发明具有如下构成: 本发明提供了一种定形机尾气湿度检测装置,所述装置包括激光驱动组件、激光 器、激光分束器、待测气体气室、第一光电传感器、第二光电传感器、第一前置放大电路、第 一带通滤波电路、第二前置放大电路、第二带通滤波电路和上位机; 所述激光驱动组件用于驱动所述激光器,所述激光器发出的激光经所述激光分束 器后分为第一束激光和第二束激光,所述第一束激光经标准空气后进入所述第一光电传感 器,所述第二束激光经所述待测气体气室后进入所述第二光电传感器,所述第一光电传感 器的输出端经所述第一前置放大电路和第一带通滤波电路与所述上位机相连接,所述第二 光电传感器的输出端经所述第二前置放大电路和第二带通滤波电路与所述上位机相连接。 可选地,所述激光驱动组件包括锯齿波发生器、二次谐波信号发生器、信号叠加电 路和激光驱动器,所述锯齿波发生器和所述二次谐波信号发生器的发出信号经所述信号叠 加电路后进入所述激光驱动器,所述激光驱动器驱动所述激光器。 可选地,锯齿波发生器的输入端和二次谐波信号发生器的输入端分别与所述上位 机相连接。 可选地,所述激光器为DFB激光器。 可选地,所述激光器中设置有温度检测补偿模块和温度传感器。 可选地,所述第一束激光经标准空气后经第一傅里叶透镜进入所述第一光电传感 器,所述第二束激光经所述待测气体气室后经第二傅里叶透镜进入所述第二光电传感器。 可选地,所述激光器和所述激光分束器之间、所述激光分束器和所述待测气体气 室之间、所述激光分束器和所述第一傅里叶透镜之间分别设置有激光准直器。 4 CN 111595817 A 说 明 书 2/6 页 可选地,所述第一傅里叶透镜、所述第一光电传感器以及所述第一傅里叶透镜所 述激光分束器之间的激光准直器的中心对准同一水平线,第一束激光垂直穿设标准空气, 所述第二傅里叶透镜、所述第二光电传感器以及所述待测气体气室和所述激光分束器之间 的激光准直器的中心对准同一水平线,所述第二束激光垂直穿设所述待测气体气室。 本发明实施例还提供一种定型机尾气湿度检测方法,采用所述的定型机尾气湿度 检测装置,所述方法包括如下步骤: 激光驱动组件驱动激光器发射激光; 所述激光经所述激光分束器后分为第一束激光和第二束激光; 第一束激光穿过标准空气后进入第一光电传感器,所述第一光电传感器将接收到 的光信号转换为电信号; 第二束激光穿过待测气体气室后进入第二光电传感器,所述第二光电传感器将接 收到的光信号转换为电信号; 第一光电传感器的输出电信号经过所述第一前置放大电路和所述第一带通滤波 电路后进入所述上位机; 所述第二光电传感器的输出电信号经过所述第二前置放大电路和所述第二带通 滤波电路后进入所述上位机; 所述上位机对接收到的第二光电传感器的电信号进行反演计算,得到待测气体的 水汽浓度,对接收到的第一光电传感器的电信号进行反演计算,得到标准空气的水汽浓度, 将待测气体的水汽浓度减去标准空气的水汽浓度,作为尾气湿度检测结果。 因此,本发明与传统的二氧化锆化学法相比,在检测过程中不会发生化学反应,对 传感器没有消耗,一般的二氧化锆传感器探头使用三年就需要更换,与微波法相比其可以 实现在线检测,具有更好的实时性和快速性。本发明还可以拓展到束器气湿度的高精度测 量。 附图说明 图1为本发明实施例提供的一种定形机尾气湿度检测装置的结构示意图。; 图2为水蒸气在7185cm-1附近的吸收线和伏赫特拟合图; 图3为本发明实施例提供的一种定形机尾气湿度检测方法的流程图。
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