[發明專利]一種基于光譜吸收原理檢測微量氣體濃度的方法及系統

有效

• 申請號: 202011121281.8
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112577913B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 于長松;楊浩霖;李榮書
• 申請（專利權）人: 山東拙誠智能科技有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 北京怡豐知識產權代理有限公司 11293
• 代理人: 于振強

1.一種基于光譜吸收原理檢測開放光程上微量氣體濃度的系統，其特征在于，設有PCB控制電路、激光發射器、光電探測器，所述激光發射器自身設有背光探測器；

所述PCB控制電路包括MCU模塊、放大濾波模塊1、相移及相敏檢測模塊1、ADC采樣模塊1，所述放大濾波模塊1與所述相移及相敏檢測模塊1電連接，所述相移及相敏檢測模塊1與所述ADC采樣模塊1電連接，所述ADC采樣模塊1與所述MCU模塊電連接，所述光電探測器與所述PCB控制電路上的放大濾波模塊1電連接；

所述激光發射器與被測氣體之間設有準直透鏡，所述光電探測器與被測氣體之間設有非球面鏡，所述非球面鏡將反射后的激光聚到所述光電探測器，所述光電探測器用于測量反射光功率；

所述激光發射器包括參考激光器和測量激光器，所述參考激光器用于發射不能被測量環境與被測氣體吸收的參考激光，所述測量激光器用于發射能夠被被測氣體吸收的測量激光；

所述PCB控制電路還包括自校準模塊，所述自校準模塊輸出端與所述MCU模塊電連接，所述自校準模塊輸入端與所述激光發射器電連接，所述自校準模塊用于校正參考激光與測量激光發射光強度的比例系數。

2.根據權利要求1所述的基于光譜吸收原理檢測開放光程上微量氣體濃度的系統，其特征在于，所述激光發射器與所述準直透鏡之間設有合束器。

3.根據權利要求2所述的基于光譜吸收原理檢測開放光程上微量氣體濃度的系統，其特征在于，所述自校準模塊包括放大濾波模塊2、相移及相敏檢測模塊2、ADC采樣模塊2，所述放大濾波模塊2輸入端與所述激光發射器電連接，所述放大濾波模塊2輸出端與所述相移及相敏檢測模塊2的輸入端電連接，所述相敏檢測模塊2的輸出端與所述ADC采樣模塊2的輸入端電連接，所述ADC采樣模塊2的輸出端與所述MCU模塊電連接。

4.根據權利要求1所述的基于光譜吸收原理檢測開放光程上微量氣體濃度的系統，其特征在于，所述放大濾波模塊1將有用的電信號進行倍數放大，使有用的電信號達到所述相移及相敏檢測模塊1的檢測幅值。

5.根據權利要求1所述的基于光譜吸收原理檢測開放光程上微量氣體濃度的系統，其特征在于，所述PCB控制電路還包括溫控模塊、恒流模塊、調制模塊、通訊模塊、液晶顯示，所述溫控模塊、恒流模塊、調制模塊均與所述激光發射器電連接，所述溫控模塊用于控制所述激光發射器的溫度，所述恒流模塊用于控制所述激光發射器的電流，所述調制模塊用于產生所述激光發射器所需頻率的正弦波，所述通訊模塊用于向后臺傳遞檢測信息，所述液晶模塊用于顯示檢測結果。

6.根據權利要求1所述的基于光譜吸收原理檢測開放光程上微量氣體濃度的系統，其特征在于，所述PCB控制電路上設有放大倍數控制模塊，所述放大倍數控制模塊輸入端與所述MCU模塊電連接，所述放大倍數控制模塊輸出端與所述放大濾波模塊1電連接，所述放大倍數控制模塊用于調節放大濾波模塊1。