[實用新型]一種多組分大量程激光氣體分析系統

有效

• 申請號: 202220247159.3
• 申請日: 2022-01-30
• 公開（公告）號: CN218865767U
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 楊凌;韓京;李航濤;路曉川;趙加鵬;王祥濱;楊申昊;候春彩;鄧維;成俊娜;寧君宇
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一八研究所
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01N21/01
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 張潔

1.一種多組分大量程激光氣體分析系統，其特征在于：包括兩個以上的DFB半導體激光器、溫控器、電流驅動器、光束傳輸單元、光學氣體吸收腔、光電探測器、信號處理單元和控制單元；

每個DFB半導體激光器的中心波長分別對應不同被測氣體的吸收峰值波長，兩個以上DFB半導體激光器采用并聯方式連接，光束傳輸單元分別與DFB半導體激光器和光學氣體吸收腔的入口光學連接，光學氣體吸收腔的出口與光電探測器連接；

每個DFB半導體激光器分別連接一個溫控器和一個電流驅動器，所述溫控器在控制單元的驅動下為DFB半導體激光器提供工作溫度；所述電流驅動器驅動DFB半導體激光器處于直接吸收狀態或調制吸收狀態；

信號處理單元，用于對光電探測器所輸出信號進行直接吸收處理或調制吸收處理；

控制單元，基于所述處理后的信號計算被測氣體的濃度。

2.如權利要求1所述的一種多組分大量程激光氣體分析系統，其特征在于：所述電流驅動器與控制單元相連，在基于處理后的信號計算氣體的透射率最小值大于95％時，控制電流驅動器驅動DFB半導體激光器由直接吸收狀態轉換成調制吸收狀態。

3.如權利要求1所述的一種多組分大量程激光氣體分析系統，其特征在于：所述DFB半導體激光器為QCL量子級聯激光器或ICL帶間級聯激光器。

4.如權利要求1所述的一種多組分大量程激光氣體分析系統，其特征在于：所述光束傳輸結構包括準直透鏡、反射鏡和光束合束鏡，每個DFB半導體激光器分別光學連接一個準直透鏡，DFB半導體激光器發出的激光光束依次經準直透鏡準直、反射鏡轉折和合束鏡耦合后進入光學氣體吸收腔。

5.如權利要求1所述的一種多組分大量程激光氣體分析系統，其特征在于：所述信號處理單元包括模擬開關、直接吸收電路、調制吸收電路和ADC；模擬開關用于對直接吸收電路和調制吸收電路的切換，ADC用于將信號進行轉換后輸出至控制單元。

6.如權利要求1所述的一種多組分大量程激光氣體分析系統，其特征在于：所述控制單元包括激光器溫度設定模塊、低頻掃描信號發生模塊、高頻掃描信號發生模塊、電路切換模塊、直接吸收濃度計算模塊、調制吸收濃度計算模塊、濃度輸出判決模塊和輸出顯示模塊。

7.如權利要求6所述的一種多組分大量程激光氣體分析系統，其特征在于：激光器溫度設定模塊、低頻掃描信號發生模塊、高頻掃描信號發生模塊與每個DFB半導體激光器之間分別設有DAC和激光器驅動和溫控電路。