一种新型碳浓度监测装置

1.本实用新型涉及libs技术拓展和机器学习算法技术领域，具体是一种新型碳浓度监测装置。


背景技术：

2.ipcc于2018年发布的《全球1.5℃升温特别报告》中指出，为实现全球变暖温度控制在1.5℃以内的目标，必须在21世纪中叶实现全球范围内净零碳排放，即碳中和。碳中和是指将因社会活动产生的二氧化碳排放量与通过商业碳汇或碳减排信用等活动所吸收的二氧化碳量等量，从而使两方相互抵消，净碳排放量趋于零。为实现碳中和目标，碳浓度监测的技术不可缺少。为了控制碳排放，必须对碳浓度进行实时监测。但到目前为止，还没有开发出更完整的、能够完全满足实际需要的碳实时监测系统。非色散红外碳浓度监测装置存在成本高、抗干扰能力差等固有缺陷。光纤二氧化碳传感器无法避免巨大的背景噪声干扰。同样，在实时性、准确性和可靠性方面，很少有研究成功开发出满足应用需求的系统。为此我们提出一种新型碳浓度监测装置用于解决上述问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种新型碳浓度监测装置，监测装置包括光源组件，所述光源组件下方设有光路组件，光源组件一侧设有光谱检测组件，光源组件和光谱检测组件上方设有显示组件；
6.所述光源组件包括激光光源，激光光源光源射出端设有光栅，光栅内设有旋转盘；
7.所述光路组件包括对称分布的三角反射楞镜、通光孔、空气腔支架，空气腔支架下方设有固定连接的空气腔；
8.所述光谱检测组件包括凸透镜，凸透镜上方设有光探头，光探头一侧设有波段分解器，波段分解器下方设有四通道光谱仪；
9.所述显示组件包括处理器，处理器一侧设有显示屏，处理器另一侧设有电源接口，处理器上方设有处理器盖板。
10.优选地，所述光源组件包括激光光源，激光光源外侧设有固定夹，固定夹用于固定激光光源，旋转盘下端设有贯穿的出光孔，激光光源尾端设有第一激光信号线。
11.优选地，所述空气腔用于放置待检测的空气，一侧的三角反射楞镜上方同样设有通光孔，两个三角反射楞镜配合改变光路方向。
12.优选地，所述光探头与波段分解器通过耦合光纤通信讯道连接，波段分解器用于将光谱信号分为四个不同的波段，波段分解器一侧设有第一光谱信号传输信号线。
13.优选地，所述电源接口一侧设有电源开关，显示屏与处理器通过数据线连接，电源接口与处理器通过电源线连接，处理器下方设有第二激光信号线、第二光谱信号传输信号线。
14.优选地，所述第一激光信号线与第二激光信号线连接，第二光谱信号传输信号线与第一光谱信号传输信号线连接。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
16.1.本实用新型监测装置可以高效地进行碳浓度监测，同时适用的大气环境范围较广，每次检测用时不超过1秒钟，占地面积不超过2平方米，弥补目前市场上相关产品占地面积大、效率低的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型监测装置剖视结构示意图；
19.图2是本实用新型光源组件结构示意图；
20.图3是本实用新型光路组件结构示意图；
21.图4是本实用新型光谱检测组件结构示意图；
22.图5是本实用新型显示组件结构示意图；
23.图6是本实用新型监测装置后视结构示意图；
24.图7是本实用新型监测装置俯视结构示意图；
25.图8是本实用新型监测装置前视结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.请参阅图1至图8所示，一种新型碳浓度监测装置，监测装置包括光源组件1，光源组件1下方设有光路组件2，光源组件1一侧设有光谱检测组件3，光源组件1和光谱检测组件3上方设有显示组件4。
29.进一步的，光源组件1包括激光光源14，激光光源14产生激光，激光光源14外侧设有固定夹15，固定夹15用于固定激光光源14，激光光源14光源射出端设有光栅13，光栅13内设有旋转盘12，光栅13提供不同的出射半径给旋转盘12调节，旋转盘12调节出射光孔的半径，旋转盘12下端设有贯穿的出光孔11，激光光源14尾端设有第一激光信号线16用于传输控制信号，第一激光信号线16穿过通线孔17。
30.进一步的，光路组件2包括对称分布的三角反射楞镜21、通光孔22、空气腔支架24，
空气腔支架24下方设有固定连接的空气腔23，空气腔23用于放置待检测的空气，一侧的三角反射楞镜21上方同样设有通光孔22，两个三角反射楞镜21配合改变光路方向，光路从三个通光孔22穿过。
31.进一步的，光谱检测组件3包括凸透镜31，凸透镜31用于聚焦射入光线，增强光谱信号，凸透镜31可以根据实际需求更换焦距，凸透镜31上方设有光探头32，光探头32用于捕捉光谱信号，光探头32一侧设有波段分解器35，光探头32与波段分解器35通过耦合光纤通信讯道33连接，波段分解器35下方设有四通道光谱仪34，四通道光谱仪34用于接收信号分析光谱，波段分解器35用于将光谱信号分为四个不同的波段，方便后续的数据处理，波段分解器35一侧设有第一光谱信号传输信号线37，第一光谱信号传输信号线37用于传输光谱仪处理后的信息，第一光谱信号传输信号线37穿过信号传输通道36。
32.进一步的，显示组件4包括处理器47，处理器47一侧设有显示屏45，处理器47另一侧设有电源接口49，电源接口49一侧设有电源开关5，显示屏45与处理器47通过数据线44连接，电源接口49与处理器47通过电源线48连接，处理器47上方设有处理器盖板46，处理器47下方设有第二激光信号线42、第二光谱信号传输信号线43，第二激光信号线42、第二光谱信号传输信号线43均穿过通线孔41，第二激光信号线42用于控制激光的发射，第二光谱信号传输信号线43用于接收探测到的光谱信号，数据线44将处理器中的结果显示在显示屏上，处理器盖板46可开合，用于安装和拆卸处理器，处理器47用于控制激光发射，处理光谱数据，控制显示屏内容，电源接口49用于连接外部电源给整个装置供电，第一激光信号线16与第二激光信号线42连接，第二光谱信号传输信号线43与第一光谱信号传输信号线37连接。
33.在被测样本表面收到高强度激光射击转为等离子态后，使用光探头进行光谱探测，并将光谱信息通过耦合光纤通道传输到libs光谱仪(avaspec-uls2048-4channel-usb 2.0,avantes)，光谱窗口范围为200nm～890nm，分为4个通道，光谱仪的光谱分辨率约为0.1nm，对于光谱处理器，本设计有较好的兼容性，一般来说光谱信息可以传输到电脑或单片机内进行数据分类处理，对于电脑配置要求能够满足内存不小于6g，有一个与usb 2.0兼容的io接口，主频不小于4ghz，对于单片机要求使用大容量内存单片机，flash容量大于2mb，rom容量大于64mb，单片机最大时钟频率大于12mhz，但采用单片机时需要自行配备与单片机所需电压相符的电压转换模块。
34.使用时，打开处理器盖板46将处理器47放入，通过电源接口49通电，然后打开电源开关5，处理器47控制激光光源14启动射出光源，光栅13提供不同的出射半径给旋转盘12调节，旋转盘12调节出射光孔的半径，通过三角反射楞镜21折射穿过空气腔23，然后再被三角反射楞镜21折射进入凸透镜31后进入光探头32，光探头32将信号通过波段分解器35传输至四通道光谱仪34内，四通道光谱仪34将信号传输至处理器47内，然后信息通过显示屏45显示。
35.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
36.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行
业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。