[發明專利]一種氣體探測裝置、方法及計算機可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202011026862.3
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112098364A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 陳波;孫鵬帥;許輝杰;陳從干;楊志泉
• 申請（專利權）人: 徐州旭海光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 唐佳芝

本發明適用于氣體探測技術領域，提供一種氣體探測裝置、方法及計算機可讀存儲介質，氣體探測裝置包括一個激光器、一個探測氣室、一個參考氣室、一個光探測器、一個激光器驅動單元及一個信號處理單元，通過將探測氣室和參考氣室設置于探測激光束的傳輸光路，可以簡化氣體探測裝置的結構、降低體積；通過激光器驅動單元根據光探測器輸出的電信號反饋控制激光器的工作參數，調節探測激光束的中心波長，使待測氣體的吸收峰波長在探測激光束的中心波長范圍內，從而使得探測激光束的中心波長穩定、不受環境中的干擾氣體干擾，可以有效提高氣體探測裝置的靈敏度。

技術領域

本發明屬于氣體探測技術領域，尤其涉及一種氣體探測裝置、方法及計算機可讀存儲介質。

背景技術

可調諧半導體激光吸收光譜(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，TDLAS)技術是現階段被廣泛采用的氣體探測技術，該技術通過將可調諧激光光源(例如，可調諧半導體激光器)的中心波長調節至待測氣體的吸收峰波長范圍內，然后控制可調諧激光光源發射探測激光束至待測氣體，通過光探測器探測透過待測氣體的探測激光束以獲得待測氣體的吸收光譜，從而可以通過分析吸收光譜獲得待測氣體的濃度信息。可調諧激光光源通常存在探測激光束的中心波長與待測氣體的吸收峰波長偏差大、容易受到環境中的干擾氣體干擾以及中心波長長時漂移的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種氣體探測裝置、方法及計算機可讀存儲介質，以解決可調諧激光光源通常存在中心波長與待測氣體的吸收峰波長偏差大、探測激光束容易受到環境中的干擾氣體干擾以及探測激光束的中心波長長時漂移的問題。

本發明實施例的第一方面提供了一種氣體探測裝置，包括：

一個激光器，用于發射探測激光束；

一個探測氣室，設置于所述探測激光束的傳輸光路，用于容置待測氣體；

一個參考氣室，設置于所述探測激光束的傳輸光路，與所述探測氣室相互獨立設置或者設置于所述探測氣室內部，用于密封參考氣體；

一個光探測器，用于接收透過所述待測氣體和所述參考氣體的探測激光束并轉換為電信號；

一個激光器驅動單元，與所述激光器和所述光探測器連接，用于根據所述電信號反饋控制所述激光器的工作參數，以調節所述探測激光束的中心波長，使所述待測氣體的吸收峰波長在所述探測激光束的中心波長范圍內；

一個信號處理單元，與所述光探測器連接，用于根據所述電信號獲得所述待測氣體的濃度。

本發明實施例的第二方面提供了一種氣體探測方法，包括：

控制激光器發射探測激光束；其中，所述探測激光束的傳輸光路設置有探測氣室和參考氣室，所述參考氣室與所述探測氣室相互獨立設置或者設置于所述探測氣室內部，所述探測氣室用于容置待測氣體，所述參考氣室用于密封參考氣體；

獲取光探測器輸出的電信號；其中，所述光探測器用于接收透過所述待測氣體和所述參考氣體的探測激光束并轉換為所述電信號；

根據所述電信號反饋控制所述激光器的工作參數，以調節所述探測激光束的中心波長，使所述待測氣體的吸收峰波長在所述探測激光束的中心波長范圍內；

根據所述電信號獲得所述待測氣體的濃度。

本發明實施例的第三方面提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如本發明實施例的第二方面所述的氣體探測方法的步驟。