[發(fā)明專利]一種基于光柵調諧光源的氣體檢測裝置及方法

在審

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• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114965274A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設計）人: 卞超;張正東;李東風;譚婷月;陳軒;朱勝;程駿;甘強;孫超;陶加貴;陳少波;趙科;胡成博
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司超高壓分公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/17;G01N21/39
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 鄭直

1.一種基于光柵調諧光源的氣體檢測裝置，包括：可調諧激光器(1)，光聲池(4)，可調諧激光器(1)用于提供多種波段且功率穩(wěn)定的激光，光聲池(4)包括進光透鏡(3)，出光透鏡(5)，進氣口(7)，出氣口(9)，激光通過進光透鏡(3)和出光透鏡(5)進出光聲池(4)，光聲池(4)內部充待測氣體，待測氣體通過進氣口(7)和出氣口(9)進出光聲池(4)；其特征在于：

所述氣體檢測裝置還包括光柵(2)和光譜儀(6)；可調諧激光器(1)，光柵(2)和光聲池(4)布置在同一水平位置；

其中，光柵(2)設置在可調諧激光器(1)和光聲池(4)之間，用于分散可調諧激光器(1)提供的多種波段的激光，通過改變光柵(2)的角度得到不同波長的激光；

光譜儀(6)設置在光柵(2)和光聲池(4)之間，用于檢測通過光柵(2)分散之后的激光的波長。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于光柵調諧光源的氣體檢測裝置，其特征在于：

所述氣體檢測裝置還包括麥克風(8)和音頻放大器(10)，麥克風(8)的一端與光聲池(4)連接，麥克風(8)的另一端與音頻放大器(10)連接，麥克風(8)用于收集光聲池(4)內部的光聲信號，音頻放大器(10)用于放大光聲信號。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于光柵調諧光源的氣體檢測裝置，其特征在于：

所述氣體檢測裝置還包括數(shù)字示波器(11)，數(shù)字示波器(11)與音頻放大器(10)連接，數(shù)字示波器(11)用于測量電信號并顯示。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于光柵調諧光源的氣體檢測裝置，其特征在于：

所述氣體檢測裝置還包括上位機(12)，上位機(12)與數(shù)字示波器(11)連接，上位機(12)用于記錄光聲信號。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于光柵調諧光源的氣體檢測裝置，其特征在于：

所述氣體檢測裝置還包括微音器，微音器安裝在光聲池中間部位，用于測量產(chǎn)生的聲信號。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于光柵調諧光源的氣體檢測裝置，其特征在于：

進光透鏡(3)的半徑小于5mm。

7.一種基于光柵調諧光源的氣體檢測方法，利用權利要求1至6任一項所述的一種基于光柵調諧光源的氣體檢測裝置而實現(xiàn)，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，打開可調諧激光器和光譜儀；

步驟2，調整光柵角度，通過光譜儀分析得出目標波長對應的光柵角度；

步驟3，關閉光譜儀，讓激光射入光聲池并打開微音器、音頻放大器、數(shù)字示波器和上位機；

步驟4，通過進氣口和出氣口換氣，將要測量的不同濃度的標準氣體通入光聲池，產(chǎn)生的光聲信號被上位機記錄并標定；

步驟5，利用進氣口和出氣口，將待測氣體通入，通過產(chǎn)生的光聲信號判斷待測氣體的濃度。