一种新型的湿度检测仪

1.本实用新型涉及湿度检测技术领域，具体为一种新型的湿度检测仪。


背景技术：

2.激光诱导击穿光谱(libs)技术是一种新型的物质成分检测手段，是一种典型的原子发射光谱，它利用超强激光脉冲聚焦在分析对象上激发产生高温等离子体，在激光脉冲作用结束之后，所形成的等离子体伴随着温度的降低不断膨胀，在冷却过程中，处于激发态的原子与离子发生向低能级或基态的跃迁，同时发射出特定频率的光子，产生特征谱线，谱线的波长和强度分布可以表示分析对象所包含的元素信息以及相应元素的强度，通过分析谱图中元素对应的特征峰的波长位置以及强度信息实现对样品所含元素的定性以及定量分析。
3.湿度作为一个重要的物理量对生产生活有着重要影响，对于气象学其可以直接反应降雨的几率，同时湿度过大对于人体健康十分不利，不仅如此，湿度对于生物学、农林业和建筑学等诸多学科的研究都有着十分重要的意义，因此，对于湿度的测量显得尤其重要；目前常用的湿度检测方法有伸缩法、干湿球法、露点法以及电阻电容法等，然而以上所述方法在检测范围、响应时间和灵敏度等方面都存在一定的缺陷，故而，提出了一种新型的湿度检测仪来解决上述问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型的湿度检测仪，具备实现了高精度湿度检测等优点，解决了现有的湿度检测手段检测范围有限，在高湿度情况下近乎失效的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型的湿度检测仪，包括壳体，所述壳体的内部设置有用以对气体样品进行采集和排放的气体样品储存组件，所述壳体的内部设有以对气体样品的湿度进行检测的检测机构；
6.所述气体样品储存组件包括固定在壳体内部且用以对气体样品进行储存的检测气室，所述检测气室的顶部和底部分别设置有用以抽取检测气体的第一抽气泵和用以排放检测气体的第二抽气泵；
7.所述检测机构包括固定在壳体内部且用以发射激光的脉冲激光器，所述壳体的背面内壁设有用以对脉冲激光器发射的激光进行反射的第一反射镜，所述检测气室的左侧固定有一端贯穿并延伸至检测气室内部用以接收第一反射镜反射后激光的第一聚焦透镜，所述壳体的内部且位于检测气室左下方固定有光谱仪，所述光谱仪的右侧固定有用以对光谱进行采集的光纤探头，所述光谱仪的左侧固定有iccd探测器，所述壳体的内部固定有对采集后的光谱进行分析的数据处理与控制单片机，所述壳体的内部设置有复检组件。
8.进一步，所述复检组件包括设置在壳体内部且位于第一反射镜下方用以对脉冲激光器发射的激光进行反射的第二反射镜，所述壳体和第二反射镜之间还设置有用以驱动第
二反射镜转动的旋转组件，所述壳体的内部设有用以对第二反射镜的角度进行调节的调光旋钮，所述壳体的内部且位于数据处理与控制单片机左下方固定有密闭气室，所述密闭气室的内顶壁固定有一端贯穿并延伸至密闭气室内部用以接收第二反射镜反射后激光的第二聚焦透镜，所述密闭气室的内底壁固定有一端贯穿并延伸至密闭气室底部的压强传感器，所述密闭气室的右侧内壁固定有一端贯穿并延伸至密闭气室右侧且与数据处理与控制单片机电连接的集成光谱信号采集器。
9.进一步，所述壳体的内部且位于数据处理与控制单片机底部固定有显示器及外接usb装置，所述壳体的内部且位于外接usb装置右侧固定有与数据处理与控制单片机电连接的电源。
10.进一步，所述调光旋钮、脉冲激光器、iccd探测器、显示器及外接usb装置均数据处理与控制单片机电连接。
11.与现有技术相比，本技术的技术方案具备以下有益效果：
12.1、该新型的湿度检测仪，相较于现有的湿度检测手段，本实用新型通过氢元素强度反应湿度信息，激光诱导击穿光谱技术能够实现实时分析，测量范围广，并且不会在高湿度场景失效，精度高，响应时间快。
13.2、该新型的湿度检测仪，本实用新型可通过usb等外接装置连接仪器，存储数据，对湿度信息进行更加深入研究，同时，内置密闭气室能够定期检验仪器性能，提高了仪器的稳定性。
附图说明
14.图1为本实用新型结构示意图。
15.图中：1壳体、2第一反射镜、3脉冲激光器、4调光旋钮、5第二反射镜、6第二聚焦透镜、7密闭气室、8压强传感器、9集成光谱信号采集器、10数据处理与控制单片机、11显示器及外接usb装置、12电源、13光谱仪、14第一抽气泵、15检测气室、16第二抽气泵、17光纤探头、18第一聚焦透镜、19 iccd探测器。
具体实施方式
16.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。
17.请参阅图1，本实施例中的一种新型的湿度检测仪，包括壳体1，壳体1的内部设置有用以对气体样品进行采集和排放的气体样品储存组件，气体样品储存组件包括固定在壳体1内部且用以对气体样品进行储存的检测气室15，检测气室15的顶部和底部分别设置有用以抽取检测气体的第一抽气泵14和用以排放检测气体的第二抽气泵16。
18.湿度对于人类生产生活以及生物活动等都有着重要影响，libs技术采用高能激光脉冲激发高温等离子体，通过采集得到的等离子体发射谱线的波长以及强度可以实现对于元素的定性及定量分析，因此本实用新型采用libs技术实现对于湿度的检测，其中，对气体样品进行采集时，可通过第一抽气泵14对气体样品进行抽取，从而排入检测气室15内部，第
二抽气泵16可用以对检测气室15内部检测后的气体进行排放。
19.本实施例中，壳体1的内部设有以对气体样品的湿度进行检测的检测机构，检测机构包括固定在壳体1内部且用以发射激光的脉冲激光器3，壳体1的背面内壁设有用以对脉冲激光器3发射的激光进行反射的第一反射镜2，检测气室15的左侧固定有一端贯穿并延伸至检测气室15内部用以接收第一反射镜2反射后激光的第一聚焦透镜18，壳体1的内部且位于检测气室15左下方固定有光谱仪13，光谱仪13的右侧固定有用以对光谱进行采集的光纤探头17，光谱仪13的左侧固定有iccd探测器19，壳体1的内部固定有对采集后的光谱进行分析的数据处理与控制单片机10。
20.此外，壳体1的内部且位于数据处理与控制单片机10底部固定有显示器及外接usb装置11，壳体1的内部且位于外接usb装置11右侧固定有与数据处理与控制单片机10电连接的电源12，调光旋钮4、脉冲激光器3、iccd探测器19、显示器及外接usb装置11均数据处理与控制单片机10电连接。
21.实现了气体样品的采集后，对气体样品进行检测时，可通过脉冲激光器3发射以波长为1064nm的nd-yag作为激光光源产生脉冲激光束，激光束经过第一反射镜2进行反射后，第一聚焦透镜18接收第一反射镜2反射后的激光，激光经过第一聚焦透镜18后在检测气室15中形成等离子体，光纤探头17采集等离子体冷却时的发射光谱后传输到光谱仪13得到libs光谱，最后经由光电管将光信号转换为电信号传输到数字处理与控制单片10中分析得到湿度信息。
22.本实施例中，壳体1的内部设置有复检组件，复检组件包括设置在壳体1内部且位于第一反射镜2下方用以对脉冲激光器3发射的激光进行反射的第二反射镜5，壳体1和第二反射镜5之间还设置有用以驱动第二反射镜5转动的旋转组件，旋转组件可为现有技术中通过电机驱动，齿轮进行传动的组件，从而使得第二反射镜5进行转动，壳体1的内部设有用以对第二反射镜5的角度进行调节的调光旋钮4，壳体1的内部且位于数据处理与控制单片机10左下方固定有密闭气室7，密闭气室7的内顶壁固定有一端贯穿并延伸至密闭气室7内部用以接收第二反射镜5反射后激光的第二聚焦透镜6，密闭气室7的内底壁固定有一端贯穿并延伸至密闭气室7底部的压强传感器8，密闭气室7的右侧内壁固定有一端贯穿并延伸至密闭气室7右侧且与数据处理与控制单片机10电连接的集成光谱信号采集器9。
23.为确保仪器检测结果准确性，避免长时间工作后仪器出现误差，增加了一个内置密闭气室7，密闭气室7上设置有通气设备，通气设备为现有技术用于对密闭气室7进行充气和排气的设备，将密闭气室7其中充入湿度已知的标准气体作为检验及校准系统，仪器会定期通过调光旋钮4调节驱使旋转组件，使得第二反射镜5的角度转动，从而对密闭气室7中标准气体进行检测，一旦发现湿度与实际湿度不符即通过数据处理与控制单片机10向显示器及外接usb装置11显示报警信息，并且为了防止密闭气室7气体泄漏，在密闭气室7内部装有压强传感器8，一旦发生漏气即会报警。
24.具体的，对仪器检测结果准确性复检时，通过调光旋钮4调节驱使旋转组件，使得第二反射镜5的角度转动，脉冲激光器3发射的激光束可通过第二反射镜5反射，第二聚焦透镜6则接受第二反射镜5反射的激光，使得第二聚焦透镜6在密闭气室7中形成等离子体，集成光谱信号采集器9对光谱进行采集，同时，将光信号转换为电信号传输到数字处理与控制单片10中分析得到湿度信息，从而与实际湿度进行比对，一旦发现湿度与实际湿度不符即
通过数据处理与控制单片机10向显示器及外接usb装置11显示报警信息。
25.需要注意的是，本实用新型技术原理是基于libs技术对于元素的定量分析，对libs光谱中的氢元素谱线强度与环境湿度做出一个定标曲线，在此基础上实现使用libs技术对湿度的实时测量，本实用新型首先要做出谱线强度与湿度的定标曲线，这一步需要在实用新型设计之前使用libs技术测量不同环境湿度下的光谱信息，得到不同环境湿度下的氢谱线的强度，根据不同湿度与其所对应测得的谱线强度信息，建立一条定标曲线得到氢元素谱线强度与湿度的曲线关系，将所得定标曲线信息写入单片机，在本实用新型中只需要测量得到libs光谱信息传输到单片机中就可以直接获得此时的湿度信息，最终输出到显示屏上显示目前实时的环境湿度。
26.上述实施例的工作原理为：
27.(1)对气体样品进行采集时，可通过第一抽气泵14对气体样品进行抽取，从而排入检测气室15内部；
28.(2)对气体样品进行检测时，可通过脉冲激光器3发射以波长为1064nm的nd-yag作为激光光源产生脉冲激光束，激光束经过第一反射镜2进行反射后，第一聚焦透镜18接收第一反射镜2反射后的激光，激光经过第一聚焦透镜18后在检测气室15中形成等离子体，光纤探头17采集等离子体冷却时的发射光谱后传输到光谱仪13得到libs光谱，最后经由光电管将光信号转换为电信号传输到数字处理与控制单片10中分析得到湿度信息；
29.(3)对仪器检测结果准确性复检时，通过调光旋钮4调节驱使旋转组件，使得第二反射镜5的角度转动，脉冲激光器3发射的激光束可通过第二反射镜5反射，第二聚焦透镜6则接受第二反射镜5反射的激光，使得第二聚焦透镜6在密闭气室7中形成等离子体，集成光谱信号采集器9对光谱进行采集，同时，将光信号转换为电信号传输到数字处理与控制单片10中分析得到湿度信息，从而与实际湿度进行比对，一旦发现湿度与实际湿度不符即通过数据处理与控制单片机10向显示器及外接usb装置11显示报警信息。
30.文中出现的电器元件均与控制器及电源电连接，本实用新型的控制方式是通过控制器来控制的，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本实用新型主要用来保护机械装置，所以本实用新型不再详细解释控制方式和电路连接。
31.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
32.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。