一种适用于太赫兹时域光谱系统的烟雾探测装置

测量装置的制造及其应用技术1.本实用新型属于太赫兹时域光谱测量技术领域，具体涉及一种适用于太赫兹时域光谱系统的烟雾探测装置。背景技术：2.电磁波谱技术可以作为人类认识世界的工具，扩大人们观察、研究世界的范围，太赫兹光谱技术作为新兴的光谱技术能与红外光谱技术、拉曼光谱技术互补，正发挥着不可替代的作用，太赫兹时域光谱技术作为太赫兹光谱技术的典型代表有探测信噪比高、探测带宽宽、探测灵敏度高等优点，可以应用于多层面的探测。thz-tds技术是一种极有效的相干探测技术，也是太赫兹光谱技术的典型代表。该技术利用基于飞秒激光技术获得的宽波段太赫兹脉冲透过烟雾或从烟雾反射，测量由此产生的太赫兹电场强度随时间的变化，进而得到烟雾的信息。该技术对待测烟雾的稳定性要求很高，对于一些扩散挥发变化的待测烟雾，由于其变化而造成探测到的太赫兹时域光谱信号错位。技术实现要素：3.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种适用于太赫兹时域光谱系统的烟雾探测装置，可以提高烟雾均匀度，避免信号错位。4.一种用于透射式太赫兹时域光谱系统的烟雾探测装置，包括生烟箱、转筒、电机、活动架台、太赫兹源(11)、太太赫兹探测端(12)、激光器(9)和激光功率计(10)；5.所述生烟箱用于产生烟雾；6.转筒(5)为两端开口的圆柱腔体，两个端口分别用coc片密封；转筒(5)的一端设置有烟雾注入口(6)，接收生烟箱产生的烟雾；转筒(5)的另一端设置有烟雾排出口(7)；7.转筒(5)上套装两个轴承(8)；电机输出轴通过皮带连接转筒(5)，控制转筒(5)转动；8.太赫兹源(11)发出的太赫兹光束从一侧的coc片(18)进入到转筒(5)，并使得太赫兹光束照射转筒(5)中心；另一侧的太赫兹探测端(12)探测到太赫兹源(11)发出的光束；同时，激光器(9)发射的激光从进入，并使得激光器(9)发射的激光偏离转筒(5)中心轴，功率计(10)在另一侧的coc片(18)外部接收激光器(9)发出的激光。9.较佳的，所述活动架台包括底座(16)、两个第一支撑臂(13)、两个第二支撑臂(14)、两个第三支撑臂(15)以及主支撑柱(17)；主支撑柱(17)固定(8)放置并固定在两个支撑臂(13)上；两个第二支撑臂(14)铰接在主支撑柱(17)上，自由端又分别铰接一个第三支撑臂(15)；太赫兹源(11)和激光器(9)设置在其中一个第三支撑臂(15)的端部，太赫兹探测端(12)和激光功率计(10)设置在另一个第三支撑臂(15)的端部。10.较佳的，所述生烟箱的一个侧面设有开口，对侧设置有烟雾出口(4)，上表面设有烟饼入口(1)；开口处设置有隔板(2)，对开口进行密封，隔板(2)可在生烟箱中滑动。11.进一步的，所述隔板(2)上设置有手柄(3)。12.进一步的，烟雾注入口(6)和烟雾排出口(7)上均设置阀门。13.本实用新型具有如下有益效果：14.本实用新型的一种适用于太赫兹时域光谱系统的烟雾探测装置，利用生烟箱生烟，然后再将待测烟雾注入转筒，避免了温度对烟雾状态的影响，可以控制待测烟雾流动的方向和注入转筒的烟雾量；利用步进电机控制装有待测烟雾转筒的转速，避免了由于某时刻各处烟雾不均匀，其对太赫兹波的吸收有差异，导致用太赫兹时域光谱系统测得的时域光谱存在错位现象；利用活动架台可以固定转筒，连接太赫兹产生装置、太赫兹探测装置、激光器和激光功率计，有利于组合装置小型化；利用轴承可以减少转筒与活动架台的摩擦；利用激光器可以标定达到太赫兹探测标准时的步进电机转速，即当步进电机转速达到太赫兹探测标准时，待测烟雾均匀，激光功率计在这个转速下的示数几乎无起伏；通过控制隔板来控制待测烟雾的流动方向以及注入转筒的量。附图说明15.图1为本实用新型实施例中的生烟箱的。16.图2为本实用新型实施例中的转筒以及各部分。17.图3为本实用新型实施例中的活动架台以及各部分。18.图4为本实用新型实施例中的组合装置。19.其中，1-烟饼入口，2-隔板，3-手柄，4-烟雾出口，5-转筒，6-烟雾注入口，7-烟雾排出口，8-轴承，9-激光器，10-激光功率计，11-太赫兹源，12-太赫兹探测端，13-第一支撑臂，14-第二支撑臂，15-第三支撑臂，16-底座，17-主支撑柱，18-coc片。具体实施方式20.下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。21.用于透射式太赫兹时域光谱系统的烟雾探测装置，包括：生烟箱、转筒、步进电机、活动架台、太赫兹产生装置、太赫兹探测装置、激光器和激光功率计。22.如图1所示，生烟箱的一个侧面设有开口，对侧设置有烟雾出口4，上表面设有烟饼入口1，用于投放点燃后的烟饼；开口处设置有隔板2，对开口进行密封，隔板2可在生烟箱中滑动。隔板2上设置有手柄3，便于抓握隔板2，推动其来回滑动，由此将生烟箱内烟雾从烟雾出口4推出去。23.如图2所示，转筒5为有机玻璃制作的两端开口的圆柱腔体，两个端口分别用coc片密封。转筒5的一端设置有烟雾注入口6，与生烟箱的烟雾出口4相连；转筒5的另一端设置有烟雾排出口7，烟雾注入口6和烟雾排出口7上均设置阀门。24.转筒5上套装两个轴承8，相对于中心对称设置。电机输出轴通过皮带连接转筒5中部，控制转筒5转动。25.如图3所示，活动架台包括底座16、两个第一支撑臂13、两个第二支撑臂14、两个第三支撑臂15,以及主支撑柱17；主支撑柱17固定在底座16上，两个第一支撑臂13等高度固定在主支撑柱17上；转筒5的两个轴承8放置并固定在两个支撑臂13上，转筒5可在电机带动下再轴承8中转动。两个第二支撑臂14铰接在主支撑柱17上，自由端又分别铰接一个第三支撑臂15；太赫兹资源11和激光器9设置在其中一个第三支撑臂15的端部，太赫兹探测端12和激光功率计设置在另一个第三支撑臂15的端部。26.如图4所示，转筒5安装到第一支撑臂13后，通过调整两侧的第二支撑臂14和第三支撑臂15的角度，将太赫兹源11对准转筒5同侧的coc片18的外侧，并使得太赫兹光束与转筒5中心轴重合，即太赫兹光束照射在烟雾中心。另一侧的太赫兹探端12可以探测到太赫兹源11发出的光束；同时，使得激光器9发射的激光偏离转筒5中心轴一个微小距离，功率计10接收激光器9发出的激光；激光器9透过中心轴外侧附近的烟雾，当转筒5转动时，功率计10的读数的变化，就可以反映出不同位置的烟雾是否均匀。当烟雾均匀后，启动对烟雾的太赫兹探测。27.本实用新型中生烟箱采用有机玻璃箱材料，易于制作，所使用的封装在转筒两端的是对太赫兹波具有高透过率的coc材料，耐腐蚀，可重复利用。28.适用于透射式太赫兹时域光谱系统的一种烟雾探测的方法，分为如下步骤：29.步骤1：首先制作一个长25cm、宽20cm、高20cm的侧方开口的长方体有机玻璃箱，利用激光雕刻机加工出一个比有机玻璃箱底部上表面稍小的有机玻璃片，并用亚克力胶固定在有机玻璃箱底部上表面的中间位置，再制作一片和有机玻璃箱开口处配套的隔板2并粘合上手柄3，并且在有机玻璃箱顶部留出边长为2cm的烟雾入口1，有机玻璃箱开口处的对面留出直径为2cm的烟雾出口4。30.步骤2：再制作一个内径3cm、外径4cm、长度15cm的有机玻璃转筒5，在转筒5的两个端口分别粘合两片coc18，在转筒5侧面对称的位置开一个直径为2cm的烟雾注入口6和一个直径为2cm的烟雾排出口7并配套可控制烟雾流动的阀门。在距离烟雾注入口6和烟雾排出口7的2cm的内侧对称位置处固定两个轴承8。31.步骤3：将转筒放在活动架台上，利用皮带将转筒5与步进电机连接，步进电机放置在转筒5正下方。将太赫兹产生装置和激光器固定于活动架台的右侧，太赫兹探测装置和激光功率计置于活动架台的左侧，太赫兹波从coc片18中心通过，激光光路距离转筒5轴线的距离为1cm。32.步骤4：在进行烟雾探测前，需先检测转筒内的待测烟雾是否分布均匀，检测方法如下：调整步进电机的转速，保证激光器9及激光功率计10正常工作，转筒5转动时，观察激光功率计10的示数，若示数波动不大，则认为在当前转速下，转筒5内的待测烟雾分布均匀，可以进行太赫兹探测。33.综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。









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