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    重庆时时彩后三杀二码: 一种便携式光干涉型甲烷检测装置.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410669082.9

    申请日:

    2014.11.20

    公开号:

    CN105606568A

    公开日:

    2016.05.25

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01N 21/45申请公布日:20160525|||公开
    IPC分类号: G01N21/45 主分类号: G01N21/45
    申请人: 陕西亚泰电器科技有限公司
    发明人: 李锐
    地址: 710065 陕西省西安市高新区锦业路69号创业研发园A区2号2楼209室
    优先权:
    专利代理机构: 西安创知专利事务所 61213 代理人: 杨世兴
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410669082.9

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2018.06.08|||2016.05.25

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||公开

    摘要

    本发明公开了一种便携式光干涉型甲烷检测装置,包括光路处理???、COMS摄像采集系统和核心开发板;光路处理??榘ü庠?、聚光镜、平面镜、上参考气室、下参考气室、被测气室、折光透镜、反射棱镜、聚焦物镜和干涉条纹成像面;COMS摄像采集系统由摄像头和与所述摄像头相连接的FIFO数据存储区组成;所述核心开发板由C2000处理器、显示监控???、声光报警器和储存??樽槌?,所述C2000处理器的输入端与FIFO数据存储区的输出端相接,所述C2000处理器的输出端接有声光报警器和储存???,所述C2000处理器的输出端接有显示监控???。本发明采用非接触式测量方式,易于控制,智能化高,准确性高,便于推广使用。

    权利要求书

    1.一种便携式光干涉型甲烷检测装置,其特征在于:包括光路处理
    ???1)、COMS摄像采集系统(2)和核心开发板(3);所述光路处理
    ???1)包括光源(1-1)、聚光镜(1-2)、平面镜(1-3)、上参考气
    室(1-4)、下参考气室(1-7)、被测气室(1-5)、折光透镜(1-6)、
    反射棱镜(1-10)、聚焦物镜(1-9)和干涉条纹成像面(1-8),所述上
    参考气室(1-4)位于被测气室(1-5)的上方,所述下参考气室(1-7)
    位于被测气室(1-5)的下方,所述折光棱镜(1-6)位于被测气室(1-5)
    的右侧,所述平面镜(1-3)倾斜设置在被测气室(1-5)的左侧,所述聚
    光镜(1-2)设置在平面镜(1-3)的下方,所述光源(1-1)设置在聚光
    镜(1-2)的下方,所述反射棱镜(1-10)设置在平面镜(1-3)的下方且
    位于光源(1-1)的右侧,所述聚焦物镜(1-9)设置在反射棱镜(1-10)
    的右侧,所述干涉条纹成像面(1-8)设置在聚焦物镜(1-9)的右侧;所
    述COMS摄像采集系统(2)由摄像头(2-1)和与所述摄像头(2-1)相连
    接的FIFO数据存储区(2-2)组成;所述核心开发板(3)由C2000处理
    器(3-1)、显示监控???3-2)、声光报警器(3-3)和储存???3-4)
    组成,所述C2000处理器(3-1)的输入端与FIFO数据存储区(2-2)的
    输出端相接,所述C2000处理器(3-1)的输出端接有声光报警器(3-3)
    和储存???3-4),所述C2000处理器(3-1)的输出端接有显示监控模
    块(3-2)。
    2.根据权利要求1所述的一种便携式光干涉型甲烷检测装置,其特
    征在于:所述摄像头(2-1)采用OV公司的OV6620摄像头。
    3.根据权利要求1所述的一种便携式光干涉型甲烷检测装置,其特
    征在于:所述C2000处理器(3-1)采用TMS320F28027。
    4.根据权利要求1所述的一种便携式光干涉型甲烷检测装置,其特
    征在于:所述声光报警器(3-3)采用KXH18声光报警器。
    5.根据权利要求1所述的一种便携式光干涉型甲烷检测装置,其特
    征在于:所述聚光镜(1-2)采用PMMA聚光镜。

    说明书

    一种便携式光干涉型甲烷检测装置

    技术领域

    本发明涉及一种甲烷检测装置,具体涉及一种便携式光干涉型甲烷检
    测装置。

    背景技术

    我国是世界煤炭生产和消费大国,煤炭工作向机械化和自动化方向发
    展,确??缶纳踩?防止瓦斯爆炸事故的发生,国内外煤矿研究
    所在此领域已经进行了很长时间的研究,也已开发出很多类型的甲烷检
    测仪器。但是目前已有的甲烷检测仪器都普遍存在着体积较大、功能单一、
    精确度不高的缺点。为了避免瓦斯爆炸事故的一个重要措施就是要做好瓦
    斯的检测工作,掌握煤矿瓦斯的变化情况,一旦出现异常,及时采取相应
    措施,保障煤矿的安全生产。瓦斯的主要成分是甲烷,二氧化碳,一氧化
    碳等。瓦斯是一种无色、无味、无臭的气体,与空气混合在一起后,既看
    不到,摸不着,也闻不出来。瓦斯在空气中浓度增大时,能使空气中的氧
    气含量相对降低,而使人窒息。由于煤矿瓦斯的主要成分为甲烷,因此对
    煤矿瓦斯的检测可以转化为对甲烷的检测,实时检测甲烷气体浓度对于保
    障生产安全的意义重大。

    发明内容

    本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足,提供一种便携式光干
    涉型甲烷检测装置。本发明采用非接触式测量方式,易于控制,智能化高,
    准确性高,便于推广使用。

    为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种便携式光干涉型甲
    烷检测装置,其特征在于:包括光路处理???、COMS摄像采集系统和核心
    开发板;所述光路处理??榘ü庠?、聚光镜、平面镜、上参考气室、下
    参考气室、被测气室、折光透镜、反射棱镜、聚焦物镜和干涉条纹成像面,
    所述上参考气室位于被测气室的上方,所述下参考气室位于被测气室的下
    方,所述折光棱镜位于被测气室的右侧,所述平面镜倾斜设置在被测气室
    的左侧,所述聚光镜设置在平面镜的下方,所述光源设置在聚光镜的下方,
    所述反射棱镜设置在平面镜的下方且位于光源的右侧,所述聚焦物镜设置
    在反射棱镜的右侧,所述干涉条纹成像面设置在聚焦物镜的右侧;所述
    COMS摄像采集系统由摄像头和与所述摄像头相连接的FIFO数据存储区组
    成;所述核心开发板由C2000处理器、显示监控???、声光报警器和储存
    ??樽槌?,所述C2000处理器的输入端与FIFO数据存储区的输出端相接,
    所述C2000处理器的输出端接有声光报警器和储存???,所述C2000处理
    器的输出端接有显示监控???。

    上述的一种便携式光干涉型甲烷检测装置,其特征在于:所述摄像头
    采用OV公司的OV6620摄像头。

    上述的一种便携式光干涉型甲烷检测装置,其特征在于:所述C2000
    处理器采用TMS320F28027。

    上述的一种便携式光干涉型甲烷检测装置,其特征在于:所述声光报
    警器采用KXH18声光报警器。

    上述的一种便携式光干涉型甲烷检测装置,其特征在于:所述聚光镜
    采用PMMA聚光镜。

    本发明与现有技术相比具有以下优点:

    1、本发明操作简便,易于控制:改变原有的甲烷检测方式,利用数
    字化的处理,使计算结果更加精确。只需通过观察显示曲线得出当前浓度
    值。

    2、本发明智能化高:采用高精度图像处理技术,减少人为误差。

    综上所述,本发明结构简单,设计新颖合理,工作可靠性高,使用寿
    命长,使用效果好,便于推广使用。

    下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

    附图说明

    图1为本发明的电路原理框图。

    图2为本发明光路处理??榈慕峁故疽馔?。

    附图标记说明:

    1—光路处理???;1-1—光源;1-2—聚光镜;

    1-3—平面镜;1-4—上参考气室;1-5—被测气室;

    1-6—折光透镜;1-7—下参考气室;1-8—干涉条纹成像面;

    1-9—聚焦物镜;1-10—反射棱镜;2—COMS摄像采集系统;

    2-1—摄像头;2-2—FIFO数据存储区;3—核心开发板;

    3-1—C2000处理器;3-2—显示监控???;3-3—声光报警器;

    3-4—储存???。

    具体实施方式

    如图1和图2所示的一种便携式光干涉型甲烷检测装置,包括光路处
    理???、COMS摄像采集系统2和核心开发板3;所述光路处理???包
    括光源1-1、聚光镜1-2、平面镜1-3、上参考气室1-4、下参考气室1-7、
    被测气室1-5、折光透镜1-6、反射棱镜1-10、聚焦物镜1-9和干涉条纹
    成像面1-8,所述上参考气室1-4位于被测气室1-5的上方,所述下参考
    气室1-7位于被测气室1-5的下方,所述折光棱镜1-6位于被测气室1-5
    的右侧,所述平面镜1-3倾斜设置在被测气室1-5的左侧,所述聚光镜1-2
    设置在平面镜1-3的下方,所述光源1-1设置在聚光镜1-2的下方,所述
    反射棱镜1-10设置在平面镜1-3的下方且位于光源1-1的右侧,所述聚
    焦物镜1-9设置在反射棱镜1-10的右侧,所述干涉条纹成像面1-8设置
    在聚焦物镜1-9的右侧;所述COMS摄像采集系统2由摄像头2-1和与所
    述摄像头2-1相连接的FIFO数据存储区2-2组成;所述核心开发板3由
    C2000处理器3-1、显示监控???-2、声光报警器3-3和储存???-4
    组成,所述C2000处理器3-1的输入端与FIFO数据存储区2-2的输出端
    相接,所述C2000处理器3-1的输出端接有声光报警器3-3和储存???br />3-4,所述C2000处理器3-1的输出端接有显示监控???-2。

    本实施例中,所述摄像头2-1采用OV公司的OV6620摄像头。所述
    C2000处理器3-1采用TMS320F28027。所述声光报警器3-3采用KXH18声
    光报警器。所述聚光镜1-2采用PMMA聚光镜。

    如果以空气室和甲烷室都充入同密度的新鲜空气时产生的条纹为基
    准(对零),当其它气体(如甲烷)进入被测气室时,因其折射率与空气
    不同,使光路光程发生变化,干涉条纹发生偏移,此偏移量即可用来表示
    甲烷浓度。甲烷浓度越高偏移越多。当甲烷室充入含有甲烷的空气时(抽
    气测定),由于空气室和甲烷室中含的甲烷气体的浓度不同,引起折射率
    变化,光程也随之发生变化,于是干涉条纹产生位移(移动),从目镜可
    以看到干涉条纹移动的距离??梢愿莞缮嫣跷莆灰屏烤涂梢圆獾眉淄榈?br />浓度,从目镜中可以观察到干涉条纹移动后所处的甲烷浓度刻度值,便可
    测得甲烷浓度。光路系统原理如图2所示,从光源1-1发出的白光经聚光
    镜1-2汇聚到平面镜1-3点M处分为两部分。一部分光(Ⅰ号光路)直接
    在平面镜1-3表面M点反射,穿过下参考气室1-7,在折光透镜1-6的R
    处改变方向,经折光棱镜1-6后,从上参考气室1-4穿过,汇聚到平面镜
    1-3的P处,经平面镜1-3折射后从O点射出,最后汇聚于反射棱镜1-10。
    另一部分光(Ⅱ号光路)在M点射入,经平面镜1-3折射,从N点射出,
    射出的光通过被测气室1-5(装有被测气体),同样经折光棱镜1-6,再
    回射入被测气室1-5,最后在平面镜1-3点O处经反射汇聚到反射棱镜
    1-10,两束光在反射棱镜1-10处产生光干涉。平面镜1-3的作用与薄膜
    干涉时薄膜的作用相当,从产生的条纹来看是线状条纹,这是一个典型的
    等厚干涉光路。从图像分析和信息处理的角度出发,提出了采用CMOS作
    为光电转换元件的非接触式测量方式,CMOS是一种性能独特的半导体光电
    器件,其输出信号经过模数转换后成为高速的数字图像数据,实现这些高
    速数据的大容量存储是数据采集系统的关键。本发明以TI的C2000系列
    DSP为核心实现对CMOS数字图像数据的采集、存储以及对干涉图像数据的
    算法分析得出结论。达到报警值发出声光报警。

    本发明的工作过程是:光路处理???的光路系统为甲烷检测仪系统
    提供信息源,产生系统处理所需要的干涉条纹。COMS摄像采集系统2采用
    逐行扫描方式读出图像,FIFO数据存储区2-2预先将摄像头2-1输出的图
    像数据存储下来,然后再将图像数据传输到C2000处理器3-1进行下一步
    的图像处理,图像信息就会在FIFO数据存储区2-2中按顺序存储数据,采
    用专用的降压芯片将5V降到3.3V的安全电压解决与处理器电平不兼容问
    题,DSP的控制线不能与摄像头2-1的控制线直接连接,而通过一个与门
    作为缓冲增强输出,并加入上拉电阻。DSP核心开发板软件代码主要由外
    设资源初始化???、核心处理???、中断响应???、图像扫描分析???、
    声光报警??榧跋允灸?樽槌?。针对上述所用到的开发板中引脚资源进行
    外设资源的初始化,以便为主程序中的各个??樘峁┓?。核心处理???br />是程序运算的核心,对系统待机和处理工作进行不同状态的区别,保证系
    统正常运行以及低功耗的需求。中断响应??槭呛诵目逵隒OMS摄像采
    集系统通信的关键。准确对每一幅图像到来以及一幅图像每行信息到来进
    行识别,有助于主程序进行图像分析处理,另一方面也能减少对系统存储
    空间的需求。图像扫描分析??槭钦鲇τ玫暮诵?,完成对条纹信息的识
    别以及计算得出当前甲烷浓度信息。并且以曲线图的方式在显示??槭凳?br />绘制。声光报警??榫砥鱌WN波来控制报警。

    以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡
    是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效
    结构变换,均仍属于本发明技术方案的?;し段?。

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    一种 便携式 干涉 甲烷 检测 装置
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