[實(shí)用新型]大氣污染氣體檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720046941.8
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN206362699U
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃劍煒
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州碼客信息技術(shù)有限公司
• 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(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及氣體檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及大氣污染氣體檢測裝置。

背景技術(shù)

量子級聯(lián)激光器應(yīng)用于氣體檢測領(lǐng)域，特別是在衡量氣體檢測方面，美國、英國、日本等發(fā)達(dá)國家取得了重要成果。空氣中衡量氣體如碳硫化合物、一氧化碳、一氧化氮和羧基硫等，在中紅外波段都有它們特定的指紋吸收譜，就像人的指紋或DNA一樣代表了獨(dú)特的個(gè)體，我們可根據(jù)具體需要選擇激光器和相應(yīng)探測設(shè)備。在太空、星際氣體探索和軍事應(yīng)用中，量子級聯(lián)激光器發(fā)揮了獨(dú)特的作用。瑞士于2007年成立了火星探測項(xiàng)目組，通過提高量子級聯(lián)激光器的本身性能來拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，如在安全和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，大氣環(huán)境污染事故不斷增加，威脅著人類健康、破壞生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重制約著生態(tài)平衡以及經(jīng)濟(jì)、社會的發(fā)展。近年來，主要環(huán)境問題有臭氧層耗竭問題、二氧化碳引起的!溫室效應(yīng)問題、酸雨危害問題以及近地層大氣污染問題等，已形成廣為人知的極為嚴(yán)重的現(xiàn)代全球環(huán)境問題，而問題的根源就在于空氣中的O3、CO2、CH4、NO2、SO2、N2O、H2CO等含量的不正常變化。

隨著現(xiàn)代儀器集成化技術(shù)水平的提高，氣體檢測裝置也將朝著集成化、微小型化方向邁進(jìn)。另一方面，儀器的微小型化意味著需要在一定程度上減小多反腔的體積，這樣就會使氣體的吸收光程減小，從而降低了系統(tǒng)的探測極限靈敏度。在這種情況下，高靈敏度、高精度的探測器會成為未來的研究及需求趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、使用方便的大氣污染氣體檢測裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：它包含脈沖轉(zhuǎn)換器、激光器、第一拋物面鏡、第二拋物面鏡、第三拋物面鏡、多反腔、第四拋物面鏡、快速紅外探測器、計(jì)算機(jī)、DC電流源、脈沖發(fā)生器；所述的脈沖轉(zhuǎn)換器與激光器連接，激光器的一側(cè)設(shè)置有第一拋物面鏡，第一拋物面鏡的一側(cè)設(shè)置有第三拋物面鏡，第一拋物面鏡和第三拋物面鏡的下方設(shè)置有第二拋物面鏡，第三拋物面鏡的一側(cè)設(shè)置有多反腔，多反腔的一側(cè)設(shè)置有第四拋物面鏡，第四拋物面鏡的一側(cè)設(shè)置有快速紅外探測器，快速紅外探測器與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)與激光器連接；所述的脈沖發(fā)生器與脈沖轉(zhuǎn)換器連接，脈沖轉(zhuǎn)換器上連接有DC電流源。

作為優(yōu)選，所述的計(jì)算機(jī)與激光器之間設(shè)置有溫度控制器。

作為優(yōu)選，所述的快速紅外探測器與計(jì)算機(jī)通過GPIB接口連接。

本實(shí)用新型的工作原理為：采用溫控維持工作背景溫度的穩(wěn)定，并實(shí)現(xiàn)對掃描起始波長的控制。同時(shí)使用電流脈沖對激光的波長進(jìn)行調(diào)制，在脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)，脈沖電流對激光腔體持續(xù)加熱，導(dǎo)致激光輸出波長的連續(xù)紅移，從而實(shí)現(xiàn)光譜的掃描。激光通過紅外光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)直縮束，并進(jìn)入多返腔與被檢測氣體相互作用，經(jīng)多次反射增加其光程來實(shí)現(xiàn)較高的系統(tǒng)檢測靈敏度。從多反腔出射的信號光被送至快速紅外探測器從而獲得紅外光信號，根據(jù)標(biāo)定參數(shù)，可以將光脈沖內(nèi)的強(qiáng)度時(shí)間信號轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)度波長信號，并通過對比有樣品和無樣品時(shí)的強(qiáng)度波長信號，計(jì)算出相應(yīng)的紅外吸收譜。在實(shí)際系統(tǒng)中，分束器把光分為參考光束和檢測光束,在參考光路中加入標(biāo)準(zhǔn)具進(jìn)行標(biāo)定，可有效扣除背景光、雜散光和環(huán)境噪聲對系統(tǒng)的影響，提高檢測靈敏度，以便于后續(xù)分析和處理。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果為：本實(shí)用新型所述的大氣污染氣體檢測裝置，檢測靈敏度高、精度高，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)置合理、制作成本低等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記說明：

脈沖轉(zhuǎn)換器1、激光器2、第一拋物面鏡3、第二拋物面鏡4、第三拋物面鏡5、多反腔6、第四拋物面鏡7、快速紅外探測器8、計(jì)算機(jī)9、溫度控制器10、DC電流源11、脈沖發(fā)生器12。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。