[發(fā)明專利]基于參考補償?shù)目烧{(diào)諧激光工業(yè)廢氣在線監(jiān)測裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911294603.6
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110879215A
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李晨曦;龐峰
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州同陽科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 北京思格頌知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11635
• 代理人: 楊超

1.一種基于參考補償原理的可調(diào)諧激光廢氣在線監(jiān)測裝置，包括光源部分，具有馬赫曾德干涉儀和光電檢測器的參考路部分，具有光電檢測器和數(shù)字鎖相放大器的檢測部分，其特征在于，

光源部分包括可調(diào)諧激光器，溫度控制與反饋模塊和電流調(diào)諧信號模塊；溫度控制與反饋模塊包括在激光器內(nèi)部溫控以及外部半導(dǎo)體溫控部分；光源部分出射光分為兩路，分別進(jìn)入?yún)⒖悸放c檢測部分；

參考路包括馬赫-曾德干涉儀，光源出射光進(jìn)入?yún)⒖悸分械鸟R赫曾德干涉儀中，經(jīng)過光纖分束器分為兩路，其中一路通過光纖延遲線后，與另一路產(chǎn)生一定光程差，兩路光同時進(jìn)入光纖合束器后，并經(jīng)過參考路的光電檢測器變?yōu)殡娦盘枺玫郊す庀喔赏獠钚盘枺?/p>

檢測部分包括光電檢測器及鎖相放大信號處理單元，光電檢測器將經(jīng)過廢氣的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；數(shù)字信號通過鎖相放大信號處理單元處理，得到高信噪比的氣體吸收光譜。

參考測量的實現(xiàn)基于參考路獲得的激光外差相干信號，一方面獲取激光器瞬態(tài)調(diào)諧特性，得到激光器瞬態(tài)頻率及相位，將激光器瞬態(tài)頻率及相位作為負(fù)反饋輸入?yún)⒘浚{(diào)整電流調(diào)諧信號模塊的電流調(diào)諧系數(shù)，用以提高可調(diào)諧激光器的調(diào)諧精度；另一方面用于對氣體吸收光譜進(jìn)行重采樣，從而對氣體吸收光譜進(jìn)行校正。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧激光廢氣在線監(jiān)測裝置，其特征在于，外部半導(dǎo)體溫控部分包括外部溫度控制器件、溫度傳感器和溫度采集及反饋電路，對外部溫度控制器件預(yù)先設(shè)定溫度，溫度傳感器采集可調(diào)諧激光器溫度，溫度采集及反饋電路比較可調(diào)諧激光器溫度與設(shè)定控制溫度之間溫差，根據(jù)溫差實現(xiàn)對外部溫度控制器件的閉環(huán)控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧激光廢氣在線監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的外部溫度控制器件為能夠使得可調(diào)諧激光器溫度降低的器件。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧激光廢氣在線監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的外部溫度控制器件為半導(dǎo)體制冷器件。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧激光廢氣在線監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的外部溫度控制器件還包括控制器，通過控制器預(yù)先設(shè)定溫度，控制器根據(jù)溫差實現(xiàn)對半導(dǎo)體制冷器件的閉環(huán)控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧激光廢氣在線監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的可調(diào)諧激光器屬于半導(dǎo)體激光器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧激光廢氣在線監(jiān)測裝置，其特征在于，電流調(diào)諧信號模塊，用于對可調(diào)諧激光器輸出波長的調(diào)諧。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧激光廢氣在線監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的鎖相放大信號處理單元包括抗混疊濾波器、高通濾波器、波形整形器、移相器、乘法器、相敏檢波器和低通濾波器，數(shù)字信號分為兩路，一路經(jīng)過抗混疊濾波器與高通濾波器，另一路經(jīng)過波形整形器與移相器；兩路處理后的數(shù)字信號輸入乘法器，對相乘結(jié)果進(jìn)行相敏檢波，鑒別兩路信號同頻率與同相位分量；再利用低通濾波器濾除噪聲，得到高信噪比的氣體吸收光譜。