[發明專利]一種激光氣體分析儀

有效

• 申請號: 201310534399.7
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN103528993A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 白惠峰;閆興鈺;白慧賓;王紅梅
• 申請（專利權）人: 中綠環?？萍脊煞萦邢薰?/a>
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及激光氣體檢測領域，尤其涉及一種激光氣體分析儀。

背景技術

激光光譜學是自激光技術出現以來，在傳統光譜學基礎上發展起來的一門新興學科。由于激光所具有的特性是：譜線寬度極窄及相干性優良、光譜功率密度極高、波長可調諧，并且可對頻率與幅度進行調制等等。激光的這些特性使得光譜學發生了一系列革命性變革。與傳統吸收光譜相比，激光吸收光譜技術的分辨率和靈敏度可大大高于傳統的光譜方法。對于某種污染物只要選擇合適的光譜波段，可以實現ppm量級的精度；從結構方面，可以采用直接測量方式，測量結果反映一個區域的濃度平均水平，結果更具有代表性。

目前利用0.75μm2.5μm近紅外波長范圍內的激光二極管可以用于檢測的氣體組分包括CO、CH₄、CO₂、O₂、H₂O、HF、H2S等大量常見的種類，還包括OH等燃燒中非常重要的非穩定物質。在近紅外波段，部分氣體的特征譜線強度較強，可以在現場在線測量中實現ppm量級甚至更低濃度的檢測，如利用在1.53μm處的吸收譜線對于NH₃的檢測，在1.65μm處對于CH₄濃度的檢測，在2.3μm處對于CO以及在2μm處對于CO₂的測量等等。

現在市場上出現的激光氣體分析儀采用原位式安裝的，一臺激光氣體分析儀儀器只能在線監測一處的數據，這類儀器也未考慮的在線標定和校準的問題，測量的準確性沒有保障。

公開號為CN101403692A的“一種激光氣體分析儀及標定方法”，介紹了一種光路密封，操作過程簡單的激光氣體分析儀及標定方法。但是上述專禾文件描述的激光氣體分析儀只能采用抽取法對待測氣體進行分析測量。實際生產過程中，直接抽取法是用抽氣泵連續抽取煙氣經伴熱傳送(120℃-150℃)至地面控制柜，經過除塵、除水后，送至氣體分析儀進行分析。對于NH₃、HCL等水溶性極強的氣體，在預處理過程中會造成成分損失，形成較大的測量誤差，有些工況下甚至測不出來，無法使用。另外采用抽取法對待測氣體進行分析測量往往整體結構復雜、維護量大。

如果將公開號為CN101403692A的“一種激光氣體分析儀及標定方法”照搬到原位對穿式的測量方法上，必將面臨光強度不足，不能滿足測量實際需要的問題，但是采用原位對穿式激光氣體測量法可以實時監控在線數據是其他測試方法無法取代的優點，因此開發一種可使用原位對穿式進行測量，測量精度高，可實現“一機多點”監測激光氣體分析儀十分必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激光氣體分析儀，可使用原位對穿式進行測量，測量精度高，實現“一機多點”監測。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種激光氣體分析儀，包括：用于產生近紅外光束的激光器模塊，所述的激光器模塊包括激光器、激光器驅動電路以及激光器溫控調節電路，可將激光器產生的光束進行分光成2～9束的分光耦合器，參比池光信號發射端，參比池，包含光電轉換模塊的參比池信號接收端，1～8個的光纖連接器插口，1～8個氣體檢測電信號插口，用于收集參比池信號接收端和氣體檢測電信號插口傳輸出電信號的電信號集成電路板，包含濾波及鎖相放大電路和4～20mA電流環的中央控制系統模塊，人機交互模塊，數字輸出模塊，用于向激光器模塊、中央控制系統模塊、參比池信號接收端、人機交互模塊、電信號集成電路板供電的電源，分析儀機箱；激光器模塊與分光耦合器之間，分光耦合器分別與參比池光信號發射端、光纖連接器接口之間通過光纖連接，電信號集成電路板分別與參比池信號接收端、氣體檢測電信號插口通過同軸電纜連接，中央控制系統模塊分別與電信號集成電路板之間、人機交互模塊、數字輸出模塊、激光器模塊通過信號線連接，電源分別與激光器模塊、中央控制系統模塊、參比池信號接收端、人機交互模塊、電信號集成電路板通過電源線連接。

所述的激光器模塊、分光耦合器、參比池光信號發射端，參比池，包含光電轉換模塊的參比池信號接收端固定在一個支架上，支架再固定到分析儀機箱底部，中央控制系統模塊、電源、人機交互模塊、數字輸出模塊、電信號集成電路板、光纖連接器插口、氣體檢測電信號插口固定在分析儀機箱的側面。

所述的參比池設置成透明圓筒狀，圓筒直徑2～5cm，長度15～25cm，密封有已知濃度的氣體，兩個端面與軸線向方向設置有一定的角度，用于減少光束反射干擾。