CO2在线监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种CO2在线监测系统，包括光学部件模块、电学部件模块和光学收发望远镜，光学部件模块包括瞄准器、传输光纤、自聚焦透镜、菲涅耳透镜、反射镜阵列、校准池、泵、探测器和三通阀，电学部件模块包括激光器、温度电流控制电路、信号发生电路、锁相放大电路、信号采集和处理器，菲涅耳透镜和激光器构成光学收发望远镜。根据本发明专利技术的CO2在线监测系统，实现对大气中C02的高灵敏度在线监测。

CO2 online monitoring system

The invention discloses a on-line monitoring system for CO2, including optical component module, electrical component module and optical transceiver module includes a telescope, optical components, optical fiber transmission, a self focusing lens, Fresnel lens, mirror array, calibration tank, pump, detector and three-way valve, an electrical component module includes a laser, temperature control circuit, current the signal generating circuit, phase-locked amplifying circuit, signal acquisition and processing, Fresnel lens and a laser optical transceiver telescope. According to the CO2 on-line monitoring system of the invention, the high sensitivity on-line monitoring of the C02 in the atmosphere is realized.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环境监测系统，尤其涉及一种CO2在线监测系统。
技术介绍
近年来温室气体引发的气候变化和生态环境问题已经成为世界关注的焦点，直接威胁着人类的生存发展，而CO2则为最主要的温室气体。因此，对环境大气中的CO2浓度进行高灵敏在线遥测，可以用于监测陆地生态系统中的CO2通量，对了解局地气候、治理环境等方面意义重大。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本专利技术提出一种CO2在线监测系统，实现对大气中C02的高灵敏度在线监测。为实现上述目的，本专利技术提出一种CO2在线监测系统，其特征在于，包括光学部件模块、电学部件模块和光学收发望远镜，所述光学部件模块包括瞄准器、传输光纤、自聚焦透镜、菲涅耳透镜、反射镜阵列、校准池、泵、探测器和三通阀，所述电学部件模块包括激光器、温度电流控制电路、信号发生电路、锁相放大电路、信号采集和处理器，所述菲涅耳透镜和激光器构成所述光学收发望远镜。进一步的，所述菲涅耳透镜中心开有通孔。进一步的，所述激光器采用中心波长1572.3nm的DFB激光器。进一步的，所述光学收发望远镜还设有扩束系统。进一步的，所述扩束系统包括凹透镜和凸透镜。根据本专利技术的CO2在线监测系统，不需要气体采样，不受环境地形限制，具有大范围动态监测的优势，且监测范围广，监测灵敏度高，实现对大气中C02的高灵敏度在线监测。附图说明图1是根据本专利技术实施例的CO2在线监测系统的系统框图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参考附图描述根据本专利技术实施例的CO2在线监测系统，如图1所示，本专利技术提出一种CO2在线监测系统，包括光学部件模块、电学部件模块和光学收发望远镜，光学部件模块包括瞄准器、传输光纤、自聚焦透镜、菲涅耳透镜、反射镜阵列、校准池、泵、探测器和三通阀，电学部件模块包括激光器、温度电流控制电路、信号发生电路、锁相放大电路、信号采集和处理器，菲涅耳透镜和激光器构成所述光学收发望远镜，其中激光器作为光学发射装置，菲涅耳透镜作为光学接收装置，两者间安装凹透镜和凸透镜组成扩束系统，构成光学收发望远镜。激光器采用中心波长1572.3nm的DFB激光器。温度电流控制电路通过对激光器温度和电流的调节，分别实现激光器波长的粗调和微调，将激光波长调谐到1572.3nm处监测CO2吸收线，信号发生电路产生的锯齿波信号叠加在激光器驱动电流上实现激光输出波长扫描，数据采集同步触发信号是由信号发生电路产生的并与锯齿扫描信号同步的脉冲触发信号，锁相放大电路用于波长调制光谱中的谐波监测，从探测器输出电信号中提取出二次谐波信号，信号采集和处理器完成锁相放大电路输出电信号的采集处理和浓度反演。菲涅耳透镜中心开有通孔，使激光器尾纤输出的激光经过透镜组扩束后从通孔输出，到达反射镜阵列后按原光路反射。反射光由菲涅耳透镜接收并汇聚，传输到探测器转换为电信号。采用的菲涅尔透镜实现光会聚作用，其镜面厚度仅有几个毫米，各环带球面曲率半径按消除球差的要求进行加工，通光口径与焦距之比达到1：1，具有重量轻，成本低的优点。根据本专利技术的CO2在线监测系统，不需要气体采样，不受环境地形限制，具有大范围动态监测的优势，且监测范围广，监测灵敏度高，实现对大气中C02的高灵敏度在线监测。尽管上面已经示出和描述了本专利技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本专利技术的限制，本领域的普通技术人员在本专利技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CO2在线监测系统，其特征在于，包括光学部件模块、电学部件模块和光学收发望远镜，所述光学部件模块包括瞄准器、传输光纤、自聚焦透镜、菲涅耳透镜、反射镜阵列、校准池、泵、探测器和三通阀，所述电学部件模块包括激光器、温度电流控制电路、信号发生电路、锁相放大电路、信号采集和处理器，所述菲涅耳透镜和激光器构成所述光学收发望远镜。

【技术特征摘要】
1.一种CO2在线监测系统，其特征在于，包括光学部件模块、电学部件模块和光学收发望远镜，所述光学部件模块包括瞄准器、传输光纤、自聚焦透镜、菲涅耳透镜、反射镜阵列、校准池、泵、探测器和三通阀，所述电学部件模块包括激光器、温度电流控制电路、信号发生电路、锁相放大电路、信号采集和处理器，所述菲涅耳透镜和激光器构成所述光学收发望远镜。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鸳君，夏思东，罗宝宁，蒋锐，刘春丽，张红伟，胡香玲，郭天华，
申请(专利权)人：杭州力云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33