【技术实现步骤摘要】
紧耦合的分析器
本专利技术涉及一种激光检测系统,用于检测特定气体的存在或含量,例如一种基于激光吸收的光谱进行气体分析的系统。
技术介绍
测量气体纯度对于气体制造商来说是必需的。纯度测量允许要被出售的气体达到一定的品质。如果制造的任何气体达不到制造商设定的品质要求,那么这些气体可能被废弃,例如点燃。因此,为了避免废弃,纯度测量是可靠的,这是很重要的。连续排放物监测设备需求大增,用以监测不同工业地点的工业污染排放,例如发电站、加工业工厂和商业水运设备。对提高效率、健康和安全考虑及立法需要等要求也增加了。立法需要常常包括了对一系列多种发射的化合物进行测量,例如:二氧化硫、氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、水和氧气。已知的气体分析系统对单一化合物或少数化合物敏感。为了使用已知的系统涵盖多种化合物,必需安装几种不同的连续排放物监测设备,这可能是低效的、复杂的并且占用显著数量的空间。已知的气体分析系统还包括一个或多个光学元件,例如一个或多个赫里奥特元件,用于容纳待分析的气体样品,并且激光束穿过赫里奥特元件以便与气体样品相互作用。光学元件和其它光学部件的布置影响了气体分析系统的几何形状和尺寸,并且为了使系统紧凑,例如能够使所述系统容纳在紧凑的、可运输的壳体中,重要的是提供所述光学元件和其它光学部件的适当布置。已知的气体分析系统可能存在因大气产生潜在的交叉干扰的风险。当正在测量的典型杂质包括空气中的化合物时,特别是试图测量这些杂质的含量低于大气中发现的水平时,这就成了一个问题。大气中能够发现的杂质包括但不限于甲烷、水和二氧化碳。使用干氮气的净化系统可以用于改变围绕气体检测 ...
【技术保护点】
1.一种激光检测系统,包括:样品室,所述样品室被配置成接收和容纳一定体积的样品气体;位于至少一个激光器壳体内的一个或多个激光器,其中每个激光器都被配置成产生用于激励样品气体中的一种或多种不同材料的各自激光束,并且所述一个或多个激光器位于所述样品室外部;检测器装置,所述检测器装置用于检测从所述样品室输出的光;第一光学界面,所述第一光学界面具有通到所述样品室的至少一个窗,所述至少一个窗对于来自所述一个或多个激光器的激光束是至少部分地透明的,其中所述至少一个激光器壳体相对于第一光学界面的至少一个窗定位成紧耦合布置,使得在使用中,所述激光束基本上不被所述激光器壳体和至少一个窗之间的通路改变。
【技术特征摘要】
2017.01.19 GB 1700905.11.一种激光检测系统,包括:样品室,所述样品室被配置成接收和容纳一定体积的样品气体;位于至少一个激光器壳体内的一个或多个激光器,其中每个激光器都被配置成产生用于激励样品气体中的一种或多种不同材料的各自激光束,并且所述一个或多个激光器位于所述样品室外部;检测器装置,所述检测器装置用于检测从所述样品室输出的光;第一光学界面,所述第一光学界面具有通到所述样品室的至少一个窗,所述至少一个窗对于来自所述一个或多个激光器的激光束是至少部分地透明的,其中所述至少一个激光器壳体相对于第一光学界面的至少一个窗定位成紧耦合布置,使得在使用中,所述激光束基本上不被所述激光器壳体和至少一个窗之间的通路改变。2.根据权利要求1所述的系统,进一步包括第二光学界面,所述第二光学界面具有通到所述样品室的至少一个窗,所述至少一个窗对于从所述样品室输出的光是至少部分地透明的,其中所述检测器装置与所述第二光学界面布置成紧耦合布置,使得在使用中,所述激光束基本上不被从所述第二光学界面的至少一个窗到所述检测器装置的通路改变。3.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述紧耦合布置是使得下列中的至少一个:所述激光器壳体的至少一个输出孔和所述第一光学界面的至少一个窗之间存在小于10mm,可选地小于5mm,可选地小于1mm的间距;所述第二光学界面的至少一个窗和所述检测器装置之间存在小于10mm,可选地小于5mm,可选地小于1mm的间距。4.根据权利要求3所述的系统,其中下列中的至少一个:所述至少一个激光器壳体的至少一个孔包括在工作中所述激光束穿过的至少一个窗,并且所述至少一个激光器壳体的至少一个窗与所述第一光学界面的至少一个窗直接接触;所述第二光学界面的至少一个窗与所述探测器装置直接接触。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统,进一步包括至少一个耦合器件,所述耦合器件被配置成将所述至少一个激光器壳体保持成所述紧耦合布置。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述第一光学界面的至少一个窗包括一个或多个平坦的或楔形的光学窗,其中每个窗都与各自至少一个激光器相关联。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统,包括至少一个准直透镜,所述准直透镜与所述窗或者所述第一光学界面的至少一个窗相关联。8.根据权利要求6或7所述的系统,进一步包括至少一个引导装置,所述至少一个引导装置位于所述样品室内部,并被配置成引导激光束穿过所述一个或多个窗到达所述样品室中的光学元件,其中所述至少一个引导装置被配置成将所述激光束沿着共同光学路径引导到所述光学元件。9.根据权利要求8所述的系统,其中所述样品室内部的至少一个引导装置包括多个光学部件,所述光学部件布置成使得对于每个激光束,光学部件中的相应的至少一个被布置成沿着共同的光学路径引导所述激光束。10.根据权利要求9所述的系统,其中下列中的至少一个:所述多个光学部件大致布置在一条直线上;所述光学部件中的至少一个包括平坦的或非楔形的光学部件。11.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述窗和/或多个光学部件中的每个都具有在0.1mm到1mm范围内的厚度。12.根据前述权利要求中任一项所述的系统,进一步包括:控制器,所述控制器被配置成控制所述一个或多个激光器的工作,使得所述激光束是按时间交错的脉冲激光束。13.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述样品气体包括乙烯、氢气、氮气或者天然气中的至少一种。14.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中所述多种材料包括二氧化碳、一氧化碳、水、甲烷和氨气中的至少一种。15.根据前述权利要求中任一项所述的系统,其中,所述多种材料包括水、甲醇、氨气、乙炔、氧气、氟化氢、...
【专利技术属性】
技术研发人员:保罗·布莱克,鲁斯·林德利,伊恩·豪伊森,斯蒂芬·瓦德冉,
申请(专利权)人:卡斯卡德技术控股有限公司,
类型:发明
国别省市:英国,GB
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