[發(fā)明專(zhuān)利]一種激光檢氣裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110414458.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113092378A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王彪;黃碩;戴童欣;連厚泉;李?yuàn)W奇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/01
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/01;G01N21/39
• 代理公司: 長(zhǎng)春中科長(zhǎng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

本發(fā)明提供一種激光檢氣裝置，包括：激光器、分光元件、具有雙參比氣體濃度的第一校準(zhǔn)氣室以及第二校準(zhǔn)氣室；激光器發(fā)出的激光束經(jīng)分光元件分光后分別入射到第一校準(zhǔn)氣室以及第二校準(zhǔn)氣室，通過(guò)雙參比氣體濃度的第一校準(zhǔn)氣室以及第二校準(zhǔn)氣室對(duì)待測(cè)氣體濃度進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明給出了一種雙參比氣體濃度的探測(cè)校準(zhǔn)氣室裝置，此裝置具有雙參比氣體濃度的校準(zhǔn)氣室，優(yōu)于單一氣體濃度的參比氣室，可對(duì)待測(cè)氣體濃度進(jìn)行校準(zhǔn)，大幅度地提升了TDLAS激光檢氣的準(zhǔn)確性，對(duì)減小誤差具有明顯的效果。同時(shí)包含光電探測(cè)器和光電探測(cè)電路，提升了系統(tǒng)的易用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光光譜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光檢氣裝置。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的發(fā)展和人們安全意識(shí)的提升，對(duì)氣體檢測(cè)的精度和全面性要求越來(lái)越高。近年來(lái)，運(yùn)用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)(TDLAS)的氣體檢測(cè)方法已經(jīng)逐漸成為檢測(cè)氣體的重要方法。其基本原理為：特定波長(zhǎng)的激光經(jīng)過(guò)待測(cè)氣體被特征吸收，導(dǎo)致光強(qiáng)衰減，由比爾-朗伯定律可知，激光能量吸收程度與氣體濃度相關(guān)，從而反演出待測(cè)氣體濃度。TDLAS氣體檢測(cè)技術(shù)具有選擇性好、靈敏度高、檢測(cè)速度快、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

運(yùn)用TDLAS技術(shù)進(jìn)行激光檢氣，通常將待測(cè)氣體注入待測(cè)氣室中，為使反演出的待測(cè)氣體濃度準(zhǔn)確，往往加入與待測(cè)氣室材質(zhì)結(jié)構(gòu)相同的參比氣室對(duì)測(cè)量值進(jìn)行校準(zhǔn)。針對(duì)以往TDLAS氣體檢測(cè)參比氣室的單一性，本文發(fā)明了一種雙參比氣體濃度的探測(cè)校準(zhǔn)氣室模組，此氣室模組中具有兩種不同濃度的標(biāo)定氣體，對(duì)反演氣體模型具有更好的參考作用，同時(shí)包含光電探測(cè)器與光電檢測(cè)及通訊電路，可對(duì)接收的光信號(hào)有效分析，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量校準(zhǔn)，提高TDLAS檢氣的準(zhǔn)確性，有效的減小測(cè)量誤差。

目前，TDLAS氣體檢測(cè)參比氣室只具有一種濃度的標(biāo)定氣體，十分單一，校準(zhǔn)效果不好，且外置光電檢測(cè)及通訊電路，每次使用都需重新調(diào)試，使用過(guò)程復(fù)雜且檢氣精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有得技術(shù)問(wèn)題，提高TDLAS激光檢測(cè)氣體濃度的精確度，本發(fā)明研制了一種雙參比氣體濃度的探測(cè)校準(zhǔn)氣室裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下具體技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種激光檢氣裝置，包括：激光器、分光元件、具有雙參比氣體濃度的第一校準(zhǔn)氣室以及第二校準(zhǔn)氣室；激光器發(fā)出的激光束經(jīng)分光元件分光后分別入射到第一校準(zhǔn)氣室以及第二校準(zhǔn)氣室，通過(guò)雙參比氣體濃度的第一校準(zhǔn)氣室以及第二校準(zhǔn)氣室對(duì)待測(cè)氣體濃度進(jìn)行校準(zhǔn)。

優(yōu)選地，分光元件為半反半透鏡。

優(yōu)選地，半反半透鏡傾斜45゜角設(shè)置在激光器和第一校準(zhǔn)氣室之間；半反半透鏡的分光比為1:1。

優(yōu)選地，半反半透鏡正下方設(shè)置一面平面鏡，平面鏡與半反半透鏡平行設(shè)置。

優(yōu)選地，半反半透鏡將激光分為透射光和反射光，透射光透過(guò)半反半透鏡進(jìn)入第一校準(zhǔn)氣室；反射光經(jīng)平面鏡反射后平行于透射光，進(jìn)入第二校準(zhǔn)氣室。

優(yōu)選地，第一校準(zhǔn)氣室和第二校準(zhǔn)氣室的激光入射口和激光出射口出均設(shè)置有準(zhǔn)直器。

優(yōu)選地，還包括第一光電探測(cè)器、第二光電探測(cè)器以及光電檢測(cè)及通訊電路；第一校準(zhǔn)氣室以及第二校準(zhǔn)氣室準(zhǔn)直后的出射光分別由第一光電探測(cè)器和第二光電探測(cè)器接收，轉(zhuǎn)換成光電信號(hào)后傳輸至光電檢測(cè)及通訊電路。

優(yōu)選地，第一校準(zhǔn)氣室以及第二校準(zhǔn)氣室外形為立方體；第一校準(zhǔn)氣室和第二校準(zhǔn)氣室平行于透射光的四個(gè)表面均設(shè)置有半導(dǎo)體制冷片；在第一校準(zhǔn)氣室和第二校準(zhǔn)氣室的兩個(gè)側(cè)面靠近底部的位置均安裝有溫度傳感器。

優(yōu)選地，還包括用于維持供電以及與外界進(jìn)行通訊的電源及RS485接口。

優(yōu)選地，還包括包裹在激光檢氣裝置外圍的金屬外殼，在金屬外殼的四個(gè)底腳分別放置四個(gè)底座，使其不與放置面接觸。

本發(fā)明的有益效果：