[發明專利]一種激光衰蕩檢測方法

有效

• 申請號: 201710494574.2
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107389604B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 余錦;貊澤強;王金舵;何建國
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李莎;李弘

本申請公開了一種激光衰蕩檢測方法，包括：調節激光器輸出的激光波長，使所述輸出的激光波長避開待測氣體吸收峰對應的中心波長；根據所述輸出的激光波長，設定與所述輸出的激光波長對應的吸收截面參數，使吸收截面減小進而擴展待測氣體濃度的檢測量程；或者，根據不同濃度待測氣體的衰蕩時間相應的提高采樣速率，進而擴展待測氣體濃度的檢測量程。本申請所述的激光衰蕩檢測方法克服了現有技術中的檢測量程受限制的缺陷，擴展了激光衰蕩檢測的檢測量程，實現了對高濃度氣體的準確檢測。

技術領域

本發明涉及氣體濃度檢測技術領域，特別是指一種激光衰蕩檢測方法。

背景技術

腔衰蕩光譜(Cavity ring-down spectroscopy，CRDS)技術是近20多年發展起來的一種激光吸收光譜技術，它有著可與氣相色譜和質譜等技術想媲美的探測靈敏度和光譜選擇性，而且CRDS檢測系統的結構相對簡單，響應速度快，檢測精度高，越來越得到相關檢測領域的關注和重視。CRDS技術可以理解為一種增強型的非色散紅外吸收光譜技術，其具有的光學諧振腔結構使得激光通過吸收物質的光程有幾個數量級的提高，因此，探測靈敏度也有相同數量級的提高。尤其值得特別注意的是，CRDS技術具有絕對定量的能力，也即無需定標即可對待測物實現定量的探測。

使用激光衰蕩檢測方法對某些特定場合內未知濃度的氣體進行檢測時，雖然激光衰蕩檢測的檢測精度高，能夠得到非常準確的檢測結果，但是激光衰蕩檢測方法由于其內在特性，其檢測范圍受到較大的限制。例如：以Picarro G2203甲烷/乙炔分析儀為例，其檢測范圍為0～20ppm，當被檢測氣體的濃度大于該檢測范圍上限時，激光衰蕩檢測就無法對該被測氣體的濃度進行精確的檢測。由此，在高濃度的氣體檢測領域，通常采用的紅外直接吸收檢測技術進行氣體濃度檢測，該技術雖然具有較大的檢測量程，但其檢測精度無法滿足某些氣體精確測量的需求。

因此，在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中的激光衰蕩檢測至少存在檢測范圍受限制的缺陷，導致激光衰蕩檢測方法不能夠對高濃度氣體進行準確檢測。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種激光衰蕩檢測方法，能夠擴展激光衰蕩檢測的檢測量程，實現對高濃度氣體的檢測。

基于上述目的本發明提供的一種激光衰蕩檢測方法，包括：

調節激光器輸出的激光波長，使所述輸出的激光波長避開待測氣體吸收峰對應的中心波長；

根據所述輸出的激光波長，設定與所述輸出的激光波長對應的吸收截面參數，使吸收截面減小進而擴展待測氣體濃度的檢測量程；

或者，根據不同濃度待測氣體的衰蕩時間相應的提高采樣速率，進而擴展待測氣體濃度的檢測量程。

可選的，所述調節激光器輸出的激光波長的步驟還包括：

通過預設的待測氣體吸收波長數據庫，確定待測氣體吸收波長范圍內的吸收峰對應的中心波長；

通過調節激光器的溫度和輸出功率，使所述激光器輸出的激光波長位于待測的氣體的吸收譜線范圍內，且避開待測氣體吸收峰對應的中心波長。

可選的，所述根據所述輸出的激光波長，設定與所述輸出的激光波長對應的吸收截面參數的步驟還包括：

根據所述輸出的激光波長，查找預設的激光波長與吸收截面的對應關系列表，得到與所述輸出的激光波長對應的吸收截面；

根據所述吸收截面設定對應的吸收截面參數。

可選的，所述調節激光器輸出的激光波長的步驟還包括：

根據當前設定的吸收截面以及待測氣體的檢測結果，判斷待測氣體的濃度是否超出檢測量程；