[發明專利]一種具有同位素參比腔的激光氣體檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201711029889.6
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107607488A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 呂媛媛;汪冰冰;李潘;劉楨;肖江平;張兆宏;鐘紅兵
• 申請（專利權）人: 武漢市安科睿特科技有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01N21/01
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所42001
• 代理人: 王敏鋒

1.一種具有同位素參比腔的激光氣體檢測裝置，包括激光發射單元（101）、探測單元（103）以及連接氣室單元（102），激光發射單元（101）、探測單元（103）分別位于連接氣室單元（102）兩端，所述激光發射單元（101）包含激光器（5）、激光器溫控裝置（6）、激光器驅動電路板（1）、激光器溫度控制板（3）、透鏡A（11），所述探測單元（103）包括光電探測器（18）、信號處理電路板（21）、透鏡B（31），其特征在于所述激光發射單元（101）還包括灌封了被測氣體的同位素參比腔A（26），所述探測單元（102）還包括灌封了被測氣體的同位素參比腔B（27）；所述激光器（5）位于同位素參比腔A（26）內，所述光電探測器（18）位于同位素參比腔B（27）內。

2.根據權利要求1所述的一種具有同位素參比腔的激光氣體檢測裝置，其特征在于所述同位素參比腔A（26）、同位素參比腔B（27）上部分別設置有灌封用通孔（7），灌封完成后用橡膠軟塞（8）和堵頭（9）加專用膠水進行封存。

3.根據權利要求1所述的一種具有同位素參比腔的激光氣體檢測裝置，其特征在于所述激光器溫度控制板（3）通過專用膠水密封粘接在激光器安裝座（4）上，所述激光器驅動電路板（1）通過連接螺釘（2）固定在所述激光器安裝座（4）上；所述光電探測器（18）通過螺釘壓緊密封圈密封固定在探測器安裝座（19）上，所述光電探測器（18）引線由探測器安裝座（19）上的通孔穿出與信號處理電路板（21）相連，信號處理電路板（21）通過連接螺釘（20）固定在探測器安裝座（19）上。

4.根據權利要求1所述的一種具有同位素參比腔的激光氣體檢測裝置，其特征在于所述連接氣室單元（102）包括連接氣室（16）、出氣口（15）、進氣口（17），連接氣室（16）安裝在氣室固定板（24）上，氣室固定板（24）安裝在底座上，連接氣室（16）兩端設有氣室密封圈A（14）、氣室密封圈B（28）。

5.根據權利要求1所述的一種具有同位素參比腔的激光氣體檢測裝置，其特征在于所述透鏡A（11）通過壓緊環A（13）螺紋壓緊密封圈A（12）方式固定在發射端安裝座（10）上；所述透鏡B（31）通過壓緊環B（29）螺紋壓緊密封圈B（30）方式固定在接收端安裝座上。

6.根據權利要求4所述的一種具有同位素參比腔的激光氣體檢測裝置，其特征在于所述連接氣室（16）上還設有溫控裝置，所述溫控裝置包括加熱棒（22）、溫度傳感器（32），加熱棒（22）通過加熱棒壓緊片（23）固定在連接氣室（16）上，溫度傳感器（32）通過導熱硅膠粘接埋入連接氣室（16）。

7.根據權利要求1所述的一種具有同位素參比腔的激光氣體檢測裝置，其特征在于所述同位素參比腔A（26）、同位素參比腔B（27）灌封的為被測氣體同位素或與被測氣體吸收譜線相鄰近的氣體。

8.采用權利要求1-7任一項所述裝置的一種具有同位素參比腔的激光氣體檢測方法，其特征在于激光器采用三角波或鋸齒波掃描到同位素氣體的譜線后，軟件會自動尋峰糾偏，具體步驟如下：軟件在不斷輸出的三角波內選取一定范圍，通過尋找最大值點和最大值點兩邊找最小值的方法，找到所述范圍內的波形，并將所有波形正常的峰根據峰峰值由大到小存入，將峰峰值大于某特定范圍的峰判斷為有效波形；若有效波形為零，則返回初始狀態選取另一范圍重新掃描；若只找到同位素吸收峰或同位素與被測氣體吸收峰同時找到，則根據同位素穩定的吸收峰和兩個吸收峰之間鄰近的特定間距范圍，可判斷激光器輸出波長是否發生偏移；若激光器輸出波長發生偏移，軟件通過糾偏溫度補償，調整激光器波長，將同位素的二次諧波固定在一定的允許范圍內，此時待測氣體的吸收峰也會糾正到正確范圍內。