【技术实现步骤摘要】
一种气体浓度测量方法及测量装置
本专利技术涉及安全测试
，涉及气体测量方法及设备，具体涉及一种气体浓度测量方法和测量装置。
技术介绍
近年来，随着光谱学与激光器技术的迅速发展，可调谐半导体激光器吸收光谱技术(TunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy，TDLAS)等激光光谱技术应用于各种气体浓度检测领域，采用TDLAS检测具有很多优势，如高稳定性，选择性好，使用寿命长等。采用波长调制的技术应用于TDLAS，可以用于检测低浓度的气体，通过提取二次谐波的幅值与浓度之间成正比的关系得到未知气体的浓度，且由于探测精度高而被广泛应用。基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)属于光谱测量的一种，采用可调谐半导体激光器作为探测光源，利用比尔-朗伯定律和波长调制技术，通过检测二次谐波的幅值变化得到精度高的浓度检测限，通过固定偏置的方法找到激光器输出波长逼近气体吸收峰对应波长。其信号源的数量减少，去除了加法器的使用，降低光路中由于加法器导致的噪声，适用于各种在线气体检测的场合，实现污染物排放浓度...
【技术保护点】
1.一种气体浓度测量方法，其特征在于，包括以下步骤，/n第一步，利用已知浓度的待测气体进行标定，得到固定偏置下，FFT后的二次谐波幅值-气体浓度之间的关系曲线，作为求取未知浓度的参考基线；/n第二步，控制激光器(2)，使所述激光器(2)产生预设波数范围的激光；/n第三步，将激光器(2)的出射光通过含有待测气体的气体吸收池，然后通过激光探测器进行探测；/n第四步，采集激光器(2)的所述出射光通过含有待测气体的气体吸收池时所述激光探测器的输出信号，并通过式(1)计算得到所述待测气体的浓度，/nI
【技术特征摘要】
1.一种气体浓度测量方法，其特征在于，包括以下步骤，
第一步，利用已知浓度的待测气体进行标定，得到固定偏置下，FFT后的二次谐波幅值-气体浓度之间的关系曲线，作为求取未知浓度的参考基线；
第二步，控制激光器(2)，使所述激光器(2)产生预设波数范围的激光；
第三步，将激光器(2)的出射光通过含有待测气体的气体吸收池，然后通过激光探测器进行探测；
第四步，采集激光器(2)的所述出射光通过含有待测气体的气体吸收池时所述激光探测器的输出信号，并通过式(1)计算得到所述待测气体的浓度，
Iout＝Iin(v)exp[-α(v)cL](1)
式(1)中，Iin(ν)为原始光强，即未经过气体介质吸收时激光的光强，Iout为出射光强，即介质处理后激光的光强，c为待测气体的浓度，L为激光经过待测气体的有效长度，α(ν)为待测气体的吸收线型，α(ν)的表达式如式(2)：
式(2)中，α0为气体吸收系数，γ为气体吸收线型的半线宽；当激光器(2)输出激光的中心频率等于气体吸收线型的中心频率时，气体吸收线型如式(3)：
式(3)中，w为频率调制信号时的频率，δν为频率调制信号时的幅度，νD是激光器(2)输出频率的中心频率；当激光器(2)经过控制信号源(1)使激光器(2)的输出频率等于气体线型的中心频率时，νD＝ν0，得到式(4)：
Iout＝I0(ν)[1+δIcoswt][1-α0cL(A0-A2cos2wt+A4cos4wt+...)](4)
式(4)中，Iout为是出射光强，I0(ν)为由信号源输入到激光器(2)的光强，δI为功率调制信号时的幅值，A0,A2,A4...当νD＝ν0时，对Iout进行傅里叶变换，得到各次谐波的系数，由式(4)进行傅里叶变换后得到的二次谐波即为式(5)：
I2f＝I0(ν)α0A2cL(5)
式(5)中，I2f为出射光强Iout的二次谐波对应的幅值，则通过测量激光通过待测气体的有效长度，得到L的值，以计算出未知浓度c。
2.如权利要求1所述的气体浓度测量方法，其特征在于，第三步中，将激光器(2)的出射光通过含有待测气体的气体吸收池前，先采用光纤耦合器(3)使所述激光器(2)的出射光分成两路，其中一路所述出射光通过含有待测气体的第一气体吸收池(401)，然后经第一半导体激光探测器(411)进行探测；另一路所述出射光通过未含气体的第二气体吸收池(402)，然后...
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