一种适用于隧道中沥青烟气的检测装置

1.本实用新型属于路面环境工程领域，具体涉及一种适用于隧道中沥青烟气的检测装置。


背景技术：

2.随着现代化建设步伐的不断加快，一方面，隧道在公路建设领域的占比越来越大，技术也日渐完善；另一方面，由于沥青混凝土路面的广谱性与舒适性使得沥青这种材料成为公路工程建设中不可或缺的一环。但是，沥青混合料在高温拌合、摊铺和压实过程中，沥青分子会受热裂解成相对分子质量较小的化合物，这些小分子化合物挥发形成沥青烟气。
3.经研究，沥青烟气组成极其复杂，成分随沥青来源而异，含有咔唑、吡啶、萘、菲、蒽、酚等一百多种成分，主要是多环芳烃(pahs)以及少量的氧、氮、硫的化合物，其主要代表成分有：饱和烃，单环芳烃，双环芳烃，三环芳烃，四环芳烃以及五环芳烃。这些成分会严重破坏生态平衡，污染周边环境甚至危害人体健康。
4.随着可持续发展战略的持续推进，环境保护工作备受重视，沥青烟气抑制技术作为基础性、战略性的研究已经成为环保工作的热门话题，但如何实现沥青烟气释放量的测定仍是此项技术的瓶颈。且在隧道中施工时，环境更为密闭，施工时的空气流动性更差，沥青烟气浓度更高，对生态环境的破坏和人体健康的损害更大。因此，有必要开发研究一种适用于隧道中沥青烟气的检测装置。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种适用于隧道中沥青烟气的检测装置，能够及时有效的检测隧道中沥青烟气是否超标，进而能够有效预防烟气对生态环境的破坏和人体健康的损害，提醒作业人员采取相关措施以保证施工人员安全。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
7.一种适用于隧道中沥青烟气的检测装置，包括烟气收集检测箱，所述烟气收集检测箱的底部和顶部分别设置有烟气入口和烟气出口，所述烟气收集检测箱内的第一侧壁和第二侧壁分别设置有激光发射器和透射光信号接收器，所述烟气收集检测箱内的第三侧壁和第四侧壁均设置有散射光信号接收器，所述第一侧壁和所述第二侧壁正对，所述第三侧壁和第四侧壁正对；所述散射光信号接收器和所述透射光信号接收器均连接有光电转换模块，所述光电转换模块连接有数字信号处理器，所述数字信号处理器连接有报警模块；所述透射光信号接收器和所述散射光信号接收器分别用于接收透射光信号和散射光信号；所述光电转换模块用于将所述透射光信号和散射光信号分别转换为透射光电压信号和散射光电压信号；所述数字信号处理器用于将所述透射光电压信号和散射光电压信号分别与预设的透射光安全电压信号阈值和散射光安全电压信号阈值比较，且当所述透射光电压信号超过透射光安全电压信号阈值，和/或当所述散射光电压信号超过散射光安全电压信号阈值时，控制所述报警模块发出报警。
8.进一步地，还包括显示屏，所述显示屏与所述数字信号处理器连接，所述显示屏用于显示所述透射光电压信号与透射光安全电压信号阈值的对应关系，以及所述散射光电压信号与散射光安全电压信号阈值的对应关系。
9.进一步地，所述烟气收集检测箱内靠近所述烟气入口的位置还设置有抽气泵。
10.进一步地，所述烟气收集检测箱设置在隧道内，且所述烟气入口距离隧道底部5cm～10cm。
11.进一步地，所述烟气入口和所述烟气出口正对设置。
12.进一步地，所述报警模块设置在隧道内且在不同的位置设置有多个。
13.进一步地，所述报警模块还设置在隧道施工控制室内。
14.进一步地，所述光电转换模块的型号为迈绅htb-3100ab。
15.进一步地，所述数字信号处理器的型号为utg932。
16.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型提供的一种适用于隧道中沥青烟气的检测装置，在使用时，将烟气收集检测箱设置在施工隧道内，沥青烟气由烟气入口进入烟气收集检测箱，启动激光发射器，激光在穿过烟气时，部分光子会因与沥青烟气分子发生撞击而改变原本行进方向，即发生散射，而另一部分则按原光路行进，即发生透射。散射光由安装在两相对侧壁上的散射光信号接收器承接，透射光由安装在激光发射器对向的透射光信号接收器承接，光电转换模块将透射光信号和散射光信号分别转换为透射光电压信号和散射光电压信号，数字信号处理器将透射光电压信号和散射光电压信号分别与预设的透射光安全电压信号阈值和散射光安全电压信号阈值比较，且当透射光电压信号超过透射光安全电压信号阈值，和/或当散射光电压信号超过散射光安全电压信号阈值时，控制报警模块发出报警，能够及时有效的检测隧道中沥青烟气是否超标，进而能够有效预防烟气对生态环境的破坏和人体健康的损害，提醒作业人员采取相关措施以保证施工人员安全。
17.进一步地，本实用新型还设置有显示屏，通过显示屏将透射光电压信号与透射光安全电压信号阈值的对应关系，以及散射光电压信号与散射光安全电压信号阈值的对应关系进行直观的展示，便于人们及时直观的掌握现场状况。
18.进一步地，烟气收集检测箱内靠近烟气入口的位置还设置有抽气泵，利用抽气泵便于烟气的流入以便及时的进行检测。
19.进一步地，烟气入口距离隧道底部5cm～10cm，因为烟气密度较大，初始时沉积在底部，这样设计距离便于及时的进行检测。
20.进一步地，烟气入口和烟气出口正对设置，便于烟气的正常流出，避免因流通不畅导致烟气在烟气收集检测箱聚集影响检测结果的准确性。
21.进一步地，报警模块设置在隧道内且在不同的位置设置有多个，便于不同施工位置的人员及时掌握情况。
22.进一步地，将报警模块还设置在隧道施工控制室内，避免因隧道内无人等情况时，有控制室内的工作人员及时掌握情况。
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
25.图1为本实用新型一种适用于隧道中沥青烟气的检测装置的结构示意图。
26.图中：1-烟气收集检测箱、2-烟气出口、3-烟气入口、4-激光发射器、5-抽气泵、6-散射光信号接收器、7-透射光信号接收器、8-光电转换模块、9-数字信号处理器、10-显示屏、11-报警模块。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.作为本实用新型的某一具体实施方式，如图1所示，一种适用于隧道中沥青烟气的检测装置，包括烟气收集检测箱1，将烟气收集检测箱1设置在施工隧道内，在烟气收集检测箱1的底部和顶部分别设置有烟气入口3和烟气出口2，优选的，烟气入口3和烟气出口2正对设置，便于烟气的正常流出，避免因流通不畅导致烟气在烟气收集检测箱1聚集影响检测结果的准确性。优选的，在烟气收集检测箱1内靠近烟气入口3的位置还设置有抽气泵5，便于烟气的流入。更加优选的，因为烟气开始通常处于隧道的底部，因此将烟气入口3距离隧道底部的距离设置为5cm～10cm，便于及时的进行检测。
29.如图1所示，在烟气收集检测箱1内的第一侧壁和第二侧壁分别设置有激光发射器4和透射光信号接收器7，在烟气收集检测箱1内的第三侧壁和第四侧壁均设置有散射光信号接收器6，优选的，第三侧壁和第四侧壁上的散射光信号接收器6的中心连线水平。本实用新型中提到的第一侧壁和第二侧壁正对，第三侧壁和第四侧壁正对。散射光信号接收器6和透射光信号接收器7均连接有光电转换模块8，光电转换模块8连接有数字信号处理器9，数字信号处理器9连接有报警模块11。优选的，将报警模块11设置在隧道内且在不同的位置设置有多个，便于不同施工位置的人员及时掌握情况。更加优选的，还将报警模块11还设置在隧道施工控制室内，避免因隧道内无人等情况时，有控制室内的工作人员及时掌握情况。本实施例中，光电转换模块8的型号为迈绅htb-3100ab，数字信号处理器9的型号为utg932，激光发射器4使用中心波长为405nm的蓝紫光半导体激光，透射光信号接收器7和散射光信号接收器6使用高响应度、低暗电流的光电二极管芯片，型号均为lsipd-h2
30.激光发射器4发射的激光在穿过烟气时，部分光子会因与沥青烟气分子发生撞击而改变原本行进方向，即发生散射，而另一部分则按原光路行进，即发生透射。透射光信号接收器7和散射光信号接收器6分别用于接收透射光信号和散射光信号；光电转换模块8用于将透射光信号和散射光信号分别转换为透射光电压信号和散射光电压信号；数字信号处理器9用于将透射光电压信号和散射光电压信号分别与预设的透射光安全电压信号阈值和散射光安全电压信号阈值比较，且当透射光电压信号超过透射光安全电压信号阈值，和/或
当散射光电压信号超过散射光安全电压信号阈值时，控制报警模块11发出报警。也就是说，当透射光电压信号超过透射光安全电压信号阈值时，数字信号处理器9控制报警模块11发出报警，或当散射光电压信号超过散射光安全电压信号阈值时，数字信号处理器9控制报警模块11发出报警，或当二者都超过阈值时，，数字信号处理器9控制报警模块11发出报警。
31.本实用新型中的透射光安全电压信号阈值和散射光安全电压信号阈值均为在隧道施工现场或模拟现场，通过采集大量的沥青烟气后总结得出的结果。
32.作为更加优选的实施方式，如图1所示，一种适用于隧道中沥青烟气的检测装置，还包括显示屏10，显示屏10与数字信号处理器9连接，显示屏10用于显示透射光电压信号与透射光安全电压信号阈值的对应关系，以及散射光电压信号与散射光安全电压信号阈值的对应关系。
33.本实用新型提供的一种适用于隧道中沥青烟气的检测装置在使用时，沥青烟气在微型抽气泵5的牵引下由烟气入口3进入烟气收集检测箱1，启动激光发射器4，激光在穿过烟气时，部分光子会因与沥青烟气分子发生撞击而改变原本行进方向，即发生散射，而另一部分则按原光路行进，即发生透射。散射光由安装在两相对侧壁上的散射光信号接收器6承接，透射光由安装在激光发射器4对向的透射光信号接收器7承接。
34.散射光信号接收器6与透射光信号接收器7将承接的光强以电流信号的方式输出至光电转换模块8，光电转换模块8通过两级放大电路将电流信号转换为对应的透射光电压信号和散射光电压信号，转换后的透射光电压信号和散射光电压信号通过数据总线传递给数字信号处理器9，数字信号处理器9将透射光电压信号和散射光电压信号分别与预设的透射光安全电压信号阈值和散射光安全电压信号阈值比较，当透射光电压信号超过透射光安全电压信号阈值，和/或当散射光电压信号超过散射光安全电压信号阈值时，控制报警模块11发出报警，控制报警模块11响起蜂鸣声以提示众人，同时将结果显示在触摸显示屏10上。
35.此装置即可在隧道施工时用于检测沥青烟气浓度以保证人身安全，也可在隧道运营期间作为火灾预警系统中的一部分使用。
36.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。