分布式TDLAS气体检测器制造技术

本申请公开了一种分布式TDLAS气体检测器，包括激光发出与转换接收机构、激光分析仪、光路切换机构及不少于两个的测量气室；光路切换机构将来自激光发出与转换接收机构的入射激光导入多个测量气室中的指定测量气室的光路；测量气室通入待测气体，入射激光在测量气室中多次反射，被目标气体吸收后形成透射激光，透射激光反射回光路切换机构，光路切换机构将从该指定测量气室接收到的透射激光导入激光发出与转换接收机构。由此，可采用一套TDLAS气体检测器配置多个分布于各个地方的测量气室，检测各测量气室的目标气体浓度，降低了TDLAS气体检测器的综合成本，提高了检测器的使用效率。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于气体浓度测量
，特别是涉及一种分布式TDLAS气体检测器。
技术介绍
作为用于测量气体浓度值的一个方法，TDLAS (Tunable D1de Laser Absorpt1nSpectroscopy，可调谐半导体激光吸收光谱)测量法是一种光检测器和其它元件不与被分析气体相接触的非接触式测量法。在采用TDLAS测量法测量气体的浓度时，将以电流按照一定频率f调制了波长的入射激光导入装有一种或多种要分析的目标气体的测量气室中，并且利用气体传感测量装置的光电传感装置检测已通过该气体并返回的透射激光的光功率。该待测气体可以包含多种气体成分，其中各种特定的气体成分分别具有特定波长的吸收特性。因此，在将具有特定频率f的入射激光导入待测气体时，入射激光在该待测气体的目标气体成分的特定频率f附近被强烈吸收。设法获取入射激光被目标气体成分吸收的强度，并参照入射激光的强度，可以反演计算出待测气体中目标气体成分的浓度。现有的TDLAS气体检测器在检测每个测量气室中的目标气体浓度时，每个测量气室均需要对应于测量气室配置一套完整的TDLAS气体检测器；相对于测量气室，激光发出与转换接收机构以及激光分析仪的价格昂贵得多。因此，基于如上的原因，造成现有的TDLAS气体检测器，不但激光发出与转换接收机构与激光分析仪使用效率低下，而且为实现多个测量位置的气体浓度检测，需要相应地配置相同数量的TDLAS气体检测器，这就使购买及使用成本以及设备维护成本比较高，TDLAS气体检测器难以普及应用。
技术实现思路
本申请实施例的目的，在于提供一种分布式TDLAS气体检测器，该检测器可以同时配置多个测量气室，并检测器中各个测量气室中目标气体的浓度，提高了 TDLAS气体检测器的使用效率，降低了检测气体浓度所需的成本。为达到上述目的，本申请实施例公开了一种分布式TDLAS气体检测器，包括激光发出与转换接收机构、激光分析仪、光路切换机构及不少于两个的测量气室；其中:所述激光发出与转换接收机构，产生与目标气体吸收峰的中心位置对应的入射激光；将所述入射激光输入到所述光路切换机构后，所述激光发出与转换接收机构依照其具有的单向环形传输特性接收所述入射激光被目标气体吸收后反射回的透射激光；对所述透射激光进行光电转换、锁相放大和模数转换后，将转换得到的透射激光数字电信号输入至所述激光分析仪；所述激光分析仪，与所述光路切换机构电性连接；连接所述激光发出与转换接收机构；所述光路切换机构，包括入射端、出射端；所述光路切换机构与所述激光分析仪电性连接，切换所述入射激光导入指定测量气室的光路；在将从所述激光发出与转换接收机构接收的所述入射激光导入到指定测量气室后，将从该指定测量气室接收到的透射激光导入所述激光发出与转换接收机构；所述测量气室连接于所述光路切换机构的出射端，并通入待测气体，用于导入的所述入射激光在待测气体中的目标气体吸收后，将吸收后得到的透射激光反射回所述光路切换机构。本申请提供的技术方案，是在TDLAS气体检测器加入了光路切换机构，从而使光路切换机构与激光分析仪电性连接，并根据需要测量的气室切换光路，使激光发出与转换接收机构发出的激光依次进入各个测量气室，通过目标气体的光谱吸收，获取各个测量气室中待测气体的透射激光的光强值；将入射激光光强值和透射激光的绝对光强值比较后，反演获得各个测量气室中的目标气体浓度值。由此，可以实现采用一套TDLAS气体检测器配置多个分布于各个地方的测量气室，因此只需要一套激光分析仪，以及一部激光发出与转换接收机构，就能够检测多个测量气室的目标气体浓度值，提高了 TDLAS气体检测器中激光分析仪以及激光发出与转换接收机构的使用效率，降低了在测量每个测量气室中目标气体浓度时，所需的购买成本、使用成本以及设备维护成本，有利于TDLAS气体检测器的普及。【附图说明】为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请实施例1中TDLAS气体检测器的结构示意图；图2是本申请实施例2中TDLAS气体检测器的结构示意图。图中，100、激光分析仪；200、激光发出与转换接收机构；210、锁相放大装置；220、模拟/数字信号转换装置；232、NO气体激光器装置；234、順3气体激光器装置；236、H2O气体激光器装置；242、环形器装置；252、光电转换装置；260、锁相放大装置；270、模拟/数字信号转换装置；300、光路切换机构；310、入射端；320、出射端；410、第一测量气室；420、第二测量气室；430、标准气室。【具体实施方式】下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。现有的TDLAS气体检测器，在检测每个测量气室中的目标气体浓度时，每个测量气室均需要对应配置一套完整的TDLAS气体检测器；相对于测量气室，激光发出与转换接收机构200以及激光分析仪100的价格昂贵得多。因此，现有的TDLAS气体检测器，不但激光发出与转换接收机构200与激光分析仪100使用效率低下，而且为实现多个测量位置的气体浓度检测，需要相应地配置相同数量的TDLAS气体检测器，这就造成了购买及使用成本以及设备维护成本比较高，使TDLAS气体检测器难以普及应用。为解决上述问题，请参考图1，本申请的实施例1公开了一种分布式TDLAS气体检测器，包括激光发出与转换接收机构200、激光分析仪100、光路切换机构300及不少于两个的测量气室，图1中的粗线部分代表电性连接，细线部分代表光路连接；实施例1中，测量气室包括第一测量气室410和第二测量气室420 ;在实施例1中，气体检测器用于测量第一测量气室410中的目标气体浓度，其中:激光发出与转换接收机构200，根据气体吸收光谱，确定目标气体吸收峰的中心位置，产生与目标气体吸收峰的中心位置对应的入射激光；将所述入射激光输入到所述光路切换机构300后，激光发出与转换接收机构200依照其具有的单向环形传输特性接收所述入射激光被目标气体吸收后反射回的透射激光；对所述透射激光进行光电转换、锁相放大和模数转换后，将转换得到的透射激光数字电信号输入至激光分析仪100。激光分析仪100，与光路切换机构300电性连接，调整光路切换机构300将入射激光输入至第一测量气室410的光路；接收激光发出与转换接收机构200发出的透射激光数字电信号，获得吸收峰中心位置电流点上对应的入射光强和透射光强，反演获得第一测量气室410中目标气体的浓度值。作为一种更加具体的实施方式，激光分析仪100在使用时，接收激光发出与转换接收机构200发出的透射激光数字电信号，获得透射激光的光功率-电流实际曲线，从而获得所述目标气体的吸收曲线，根据吸收曲线得到吸收峰的中心位置对应的电流点，分别获得吸收峰中心位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式TDLAS气体检测器，包括：激光发出与转换接收机构和激光分析仪，其中，所述激光发出与转换接收机构与所述激光分析仪电性连接；其特征在于，所述检测器还包括：光路切换机构及不少于两个的测量气室；所述光路切换机构，包括入射端、出射端；其中，所述光路切换机构与所述激光分析仪电性连接，并且，所述光路切换机构的入射端与所述激光发出与转换接收机构相连，所述光路切换机构的出射端与所述测量气室相连；其中，所述光路切换机构包括多路切换器或光开关阵列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周笑春，
申请(专利权)人：北京龙源欣盛科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11