[發(fā)明專(zhuān)利]基于超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710174688.9
• 申請(qǐng)日: 2017-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106872402A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李紅蓮;方立德;李小亭;李飛超;左孟南
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/39
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/39
• 代理公司: 石家莊國(guó)域?qū)＠虡?biāo)事務(wù)所有限公司13112
• 代理人: 胡素梅,胡澎

1.一種基于超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置，其特征是，包括超連續(xù)譜激光器、光學(xué)濾波器、光闌、吸收池、光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)；在所述吸收池內(nèi)通有待測(cè)氣體；

所述超連續(xù)譜激光器用于產(chǎn)生超連續(xù)譜激光，超連續(xù)譜激光依序通過(guò)所述光學(xué)濾波器、所述光闌、所述吸收池和所述光電探測(cè)器；所述光電探測(cè)器的輸出端通過(guò)所述數(shù)據(jù)采集卡與所述計(jì)算機(jī)相接；

所述超連續(xù)譜激光器所產(chǎn)生的超連續(xù)譜激光經(jīng)所述光學(xué)濾波器和所述光闌后入射進(jìn)所述吸收池；激光在所述吸收池內(nèi)被待測(cè)氣體吸收部分能量，并經(jīng)若干次反射后由所述光電探測(cè)器接收且轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，所述數(shù)據(jù)采集卡將光電探測(cè)器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后輸出給所述計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)通過(guò)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即可得出所述吸收池內(nèi)待測(cè)氣體的種類(lèi)和濃度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置，其特征是，所述吸收池設(shè)置在所述光闌的側(cè)面，由所述光闌出射的光束經(jīng)兩個(gè)反射鏡依次反射后入射所述吸收池。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置，其特征是，在所述吸收池的側(cè)壁設(shè)置有兩個(gè)反射鏡，入射所述吸收池的光束首先經(jīng)其中一個(gè)反射鏡反射后再入射所述吸收池，出射所述吸收池的光束經(jīng)另一反射鏡反射后再入射所述光電探測(cè)器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置，其特征是，所述光學(xué)濾波器與所述計(jì)算機(jī)相接；通過(guò)所述計(jì)算機(jī)可控制所述光學(xué)濾波器對(duì)超連續(xù)譜激光的濾光范圍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置，其特征是，所述超連續(xù)譜激光器包括主源、高功率放大器、超連續(xù)譜發(fā)生器和輸出鏡片；所述主源用于產(chǎn)生超連續(xù)譜脈沖激光，所述主源與所述高功率放大器之間通過(guò)隔離器相接；所述高功率放大器用于對(duì)所述主源輸出的脈沖激光進(jìn)行放大處理；所述超連續(xù)譜發(fā)生器用于對(duì)所述高功率放大器輸出的激光的光譜進(jìn)行展寬；所述輸出鏡片用于對(duì)所述超連續(xù)譜發(fā)生器輸出的寬譜激光進(jìn)行收集并輸出。

6.一種基于超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置，其特征是，包括超連續(xù)譜激光器、光學(xué)濾波器、光闌、若干反射鏡、光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)；待測(cè)氣體為處于開(kāi)放式光路中的氣體；

所述超連續(xù)譜激光器用于產(chǎn)生超連續(xù)譜激光，超連續(xù)譜激光依序通過(guò)所述光學(xué)濾波器、所述光闌、所述若干反射鏡和所述光電探測(cè)器；所述光電探測(cè)器的輸出端通過(guò)所述數(shù)據(jù)采集卡與所述計(jì)算機(jī)相接；

所述超連續(xù)譜激光器所產(chǎn)生的超連續(xù)譜激光經(jīng)所述光學(xué)濾波器和所述光闌后入射進(jìn)所述若干反射鏡；激光經(jīng)所述若干反射鏡后被反射多次，且反射過(guò)程中被開(kāi)放式光路中的待測(cè)氣體吸收部分能量；激光經(jīng)所述若干反射鏡后由所述光電探測(cè)器接收且轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，所述數(shù)據(jù)采集卡將光電探測(cè)器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后輸出給所述計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)通過(guò)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即可得出開(kāi)放式光路中待測(cè)氣體的種類(lèi)和濃度。

7.一種基于超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)方法，其特征是，包括如下步驟：

a、搭建氣體檢測(cè)裝置；氣體檢測(cè)裝置中的器件包括超連續(xù)譜激光器、光學(xué)濾波器、光闌、吸收池、光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)；

b、向所述吸收池內(nèi)通入待測(cè)氣體；

c、打開(kāi)超連續(xù)譜激光器的開(kāi)關(guān)使其產(chǎn)生超連續(xù)譜激光，超連續(xù)譜激光首先經(jīng)所述光學(xué)濾波器后被濾波，濾波后的激光再經(jīng)所述光闌后入射進(jìn)所述吸收池；

d、激光在所述吸收池內(nèi)被待測(cè)氣體吸收部分能量，并經(jīng)若干次反射后由所述光電探測(cè)器接收且轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)；

e、數(shù)據(jù)采集卡采集所述光電探測(cè)器輸出的電壓信號(hào)并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；

f、經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換后的信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即可得知吸收池內(nèi)待測(cè)氣體的種類(lèi)和濃度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)方法，其特征是，步驟a中搭建氣體檢測(cè)裝置時(shí)，使光學(xué)濾波器與計(jì)算機(jī)相接；步驟c中通過(guò)計(jì)算機(jī)可控制光學(xué)濾波器對(duì)超連續(xù)譜激光的濾光范圍，以使得濾波后的激光可被吸收池內(nèi)的待測(cè)氣體所吸收。