[發(fā)明專利]利用積分球結(jié)合二極管激光吸收光譜技術(shù)的氣體濃度監(jiān)測裝置及基于該監(jiān)測裝置的監(jiān)測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210315214.9
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102830088A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高強(qiáng);張治國;曹文武
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山昱翌輝華電子科技有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張宏威

1.利用積分球結(jié)合二極管激光吸收光譜技術(shù)的氣體濃度監(jiān)測裝置，其特征是：它包括調(diào)制正弦波信號發(fā)生器（1）、掃描鋸齒波信號發(fā)生器（2）、耦合器（3）、電流控制器（4）、可調(diào)諧二極管激光器（5）、準(zhǔn)直透鏡（6）、積分球（7）、聚焦透鏡（8）、光探測器（9）、采集卡（10）和計算機(jī)（11）；

調(diào)制正弦波信號發(fā)生器（1）的調(diào)制正弦波信號輸出端與耦合器（3）的調(diào)制正弦波信號輸入端連接；掃描鋸齒波信號發(fā)生器（2）的掃描鋸齒波信號輸出端與耦合器（3）的掃描鋸齒波信號輸入端連接；耦合器（3）的耦合后信號輸出端與電流控制器（4）的耦合后信號輸入端連接；電流控制器（4）的控制信號輸出端與可調(diào)諧二極管激光器（5）的控制信號輸入端連接；

可調(diào)諧二極管激光器（5）發(fā)出激光光束，所述激光光束入射至準(zhǔn)直透鏡（6），經(jīng)所述準(zhǔn)直透鏡（6）透射后通過積分球（7）的入光孔入射進(jìn)積分球（7）內(nèi)，并在積分球（7）內(nèi)多次均勻散射形成均勻光場，部分散射光通過積分球（7）的出射孔入射至聚焦透鏡（8），經(jīng)所述聚焦透鏡（8）聚焦至光探測器（9）的感光面；

所述光探測器（9）的電信號輸出端與采集卡（10）的電信號輸入端連接；調(diào)制正弦波信號發(fā)生器（1）的觸發(fā)信號輸出端與采集卡（10）的觸發(fā)信號輸入端連接；采集卡（10）的探測信號輸出端與計算機(jī)（11）的PCI接口的連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用積分球結(jié)合二極管激光吸收光譜技術(shù)的氣體濃度監(jiān)測裝置，其特征在于積分球（7）的內(nèi)壁涂有從可見波段到近紅外波段的高反膜。

3.基于權(quán)利要求1的利用積分球結(jié)合二極管激光吸收光譜技術(shù)的氣體濃度監(jiān)測方法，其特征是：它由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一、將待測氣體充入積分球內(nèi)；采用調(diào)制正弦波信號發(fā)生器（1）產(chǎn)生調(diào)制正弦波信號；采用掃描鋸齒波信號發(fā)生器（2）產(chǎn)生掃描鋸齒波信號；

步驟二、采用耦合器（3）將步驟一中產(chǎn)生的調(diào)制正弦波信號和掃描鋸齒波信號進(jìn)行耦合，并將耦合后的信號輸入至電流控制器（4）；

步驟三、電流控制器（4）根據(jù)步驟二中的耦合后的信號控制可調(diào)諧二極管激光器（5）的工作電流參數(shù)和工作溫度參數(shù)，可調(diào)諧二極管激光器（5）根據(jù)所述工作電流參數(shù)和工作溫度參數(shù)產(chǎn)生激光光束；

步驟四、采用準(zhǔn)直透鏡（6）對步驟三產(chǎn)生的激光光束進(jìn)行準(zhǔn)直，所述準(zhǔn)直后的激光光束通過積分球（7）的入光孔入射進(jìn)積分球（7）內(nèi)，并在積分球（7）內(nèi)的待測氣體中進(jìn)行多次均勻散射形成均勻光場，同時與待測氣體相互作用，部分散射光通過積分球（7）的出射孔出射；采用聚焦透鏡（8）將多路散射光聚焦至光探測器（9）的感光面；

步驟五、采用調(diào)制正弦波信號發(fā)生器（1）產(chǎn)生TTL觸發(fā)信號，觸發(fā)采集卡（10）實(shí)時采集光探測器（9）輸出的信號；并輸入至計算機(jī)（11）中；

步驟六、計算機(jī)（11）將采集卡（10）發(fā)送的信號進(jìn)行解調(diào)，獲得吸收信號，將所述吸收信號根據(jù)比爾吸收定律和積分球等效路徑計算出待測氣體的濃度；實(shí)現(xiàn)利用積分球結(jié)合二極管激光吸收光譜技術(shù)的氣體濃度監(jiān)測。