[實用新型]基于TDLAS技術的氣體檢測裝置

有效

• 申請號: 201921609688.8
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN211014016U
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 于文彬;王艷;郭杰;王瑞;劉世勝
• 申請（專利權）人: 合肥金星機電科技發展有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01N21/01
• 代理公司: 合肥誠興知識產權代理有限公司 34109
• 代理人: 湯茂盛

1.一種基于TDLAS技術的氣體檢測裝置，其特征在于：包括檢測光發生部(10)、光學檢測部(20)和數據采集及分析部(30)，光學檢測部(20)包括氣體容腔(21)和設于氣體容腔(21)外的光路調整單元(22)。

2.根據權利要求1所述的基于TDLAS技術的氣體檢測裝置，其特征在于：檢測光發生部(10)包括直接數字式頻率合成器(11)與激光器(12)，

直接數字式頻率合成器(11)輸出鋸齒波與正弦波直接數字式合成的電流信號接入激光器(12)作為調制信號(a)；

直接數字式頻率合成器(11)輸出與調制信號(a)的正弦波時序同步且同頻的電信號接入信號采集及分析部(30)的鎖相放大單元(32)作為參考信號(b)；

直接數字式頻率合成器(11)輸出與調制信號(a)的鋸齒波時序同步的脈沖信號送入數據采集及分析部(30)的分析單元(33)作為采樣觸發信號(c)。

3.根據權利要求2所述的基于TDLAS技術的氣體檢測裝置，其特征在于：光路調整單元(22)包括導軌(221)，氣體容腔(21)固定連接在導軌(221)的中部，反射鏡組(222)通過調節座(223)安裝在導軌(221)的兩端，位于入射端的反射鏡一(222a)上游設有準直單元(23)，位于探測端的反射鏡二(222b)下游設有探測器(31)；

準直單元(23)與激光器(12)光纖連接，激光器(12)將調制信號(a)轉化為光信號(k)輸送至準直單元(23)，光信號(k)經準直單元(23)準直后在反射鏡組(222)之間多次反射，探測器(31)接收從反射鏡組(222)射出的光信號(k)并將采集得到的光信號(k) 轉換為電信號送入鎖相放大單元(32)。

4.根據權利要求3所述的基于TDLAS技術的氣體檢測裝置，其特征在于：反射鏡一(222a)和反射鏡二(222b)為凹面鏡，其凹面鍍有反光層(2221)，反射鏡一(222a)的反光層(2221)避讓其入射光口(2222)，反射鏡二(222b)的反光層(2221)避讓其出射光口(2223)。

5.根據權利要求3所述的基于TDLAS技術的氣體檢測裝置，其特征在于：反射鏡一(222a)和反射鏡二(222b)為凹面鏡，其凹面鍍有反光層(2221)，反射鏡一(222a)的鏡體上開設有入射光孔(2224)，反射鏡二(222b)的鏡體上開設有出射光孔(2225)。

6.根據權利要求3所述的基于TDLAS技術的氣體檢測裝置，其特征在于：鎖相放大單元(32)包括前置放大器(321)和數字鎖相放大器(322)，前置放大器(321)將接收到的電流信號(d)轉化為放大的電壓信號(e)，該電壓信號(e)與參考信號(b)同步送入數字鎖相放大器(322)，數字鎖相放大器(322)基于電壓信號(e)與參考信號(b)提取二次諧波信號(f)并將其送入分析單元(33)，分析單元(33)基于二次諧波信號(f)與觸發信號(c)進行計算，反演吸收光譜濃度，獲得檢測氣體濃度數據。

7.根據權利要求6所述的基于TDLAS技術的氣體檢測裝置，其特征在于：直接數字式頻率合成器(11)與鎖相放大單元(32)集成在同一FPGA芯片上。