用于测量气体通量的系统和测量气体通量的方法技术方案

技术编号:23602846 阅读:70 留言:0更新日期:2020-03-28 04:28
本公开涉及用于测量气体通量的系统和测量气体通量的方法。该系统包括:发射激光的激光器;容纳包括待测气体和参考气体的混合气体的吸收池,并且激光穿过吸收池;耦接到激光器并且提供驱动信号的驱动电路,以便对激光器发射的波长进行扫描和调制,并且待测气体和参考气体在波长的扫描范围内各自具有特征吸收峰;接收透射通过吸收池的激光并且转换为电信号的探测器;以及信号处理电路,接收电信号并提取待测气体的吸收光谱和参考气体的吸收光谱,根据所提取的吸收光谱来分别计算待测气体的浓度和参考气体的浓度,以及根据所计算的浓度来计算待测气体的通量,其中,该系统还根据参考气体的吸收光谱来校准由激光器发射的波长。

System and method for measuring gas flux

【技术实现步骤摘要】
用于测量气体通量的系统和测量气体通量的方法
本公开涉及气体通量的测量,具体来说,涉及一种用于测量气体通量的系统和测量气体通量的方法。
技术介绍
在生态监测中,例如微气象监测中,常常涉及对某种气体的通量的测量。例如,对氮循环过程的监测是重要的组成部分。而在氮循环中,活性氮通常是以氨气的形式表现出来。因此,在生态监测中常常涉及对氨气的通量的测量。
技术实现思路
本公开的目的之一是提供一种改善的用于测量气体通量的系统和测量气体通量的方法。根据本公开的一个方面,提供了一种用于测量气体通量的系统,包括:激光器,被配置为发射激光;吸收池,被配置为容纳包括待测气体和参考气体的混合气体,并且来自激光器的激光穿过吸收池;驱动电路,耦接到激光器,并且被配置为向激光器提供驱动信号,以便对激光器发射的激光的波长进行扫描和调制,并且待测气体和参考气体在激光的波长的扫描范围内各自具有特征吸收峰;探测器,被配置为接收透射通过吸收池的激光并且把激光转换为表示所接收的激光的强度的电信号;以及信号处理电路,被配置为:接收探测器输出的电信号并基于该电信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量气体通量的系统,其特征在于,包括:/n激光器,被配置为发射激光;/n吸收池,被配置为容纳包括待测气体和参考气体的混合气体,并且来自激光器的激光穿过吸收池;/n驱动电路,耦接到激光器,并且被配置为向激光器提供驱动信号,以便对激光器发射的波长进行扫描和调制,并且待测气体和参考气体在波长的扫描范围内各自具有特征吸收峰;/n探测器,被配置为接收透射通过吸收池的激光并且把激光转换为表示所接收的激光的强度的电信号;以及/n信号处理电路,被配置为:/n接收探测器输出的电信号并基于该电信号提取待测气体的吸收光谱和参考气体的吸收光谱,/n根据待测气体的吸收光谱和参考气体的吸收光谱来分别计算待测气...

【技术特征摘要】
1.一种用于测量气体通量的系统,其特征在于,包括:
激光器,被配置为发射激光;
吸收池,被配置为容纳包括待测气体和参考气体的混合气体,并且来自激光器的激光穿过吸收池;
驱动电路,耦接到激光器,并且被配置为向激光器提供驱动信号,以便对激光器发射的波长进行扫描和调制,并且待测气体和参考气体在波长的扫描范围内各自具有特征吸收峰;
探测器,被配置为接收透射通过吸收池的激光并且把激光转换为表示所接收的激光的强度的电信号;以及
信号处理电路,被配置为:
接收探测器输出的电信号并基于该电信号提取待测气体的吸收光谱和参考气体的吸收光谱,
根据待测气体的吸收光谱和参考气体的吸收光谱来分别计算待测气体的浓度和参考气体的浓度,以及
根据所计算的待测气体的浓度和参考气体的浓度来计算待测气体的通量,
其中,该系统还被配置为根据参考气体的吸收光谱来校准由激光器发射的波长。


2.根据权利要求1所述的系统,其中,
该驱动信号为低频扫描信号叠加高频调制信号,并且
通过解调待测气体的吸收光谱和参考气体的吸收光谱获得待测气体的二次谐波光谱和参考气体的二次谐波光谱。


3.根据权利要求1或2所述的系统,其中,所述信号处理电路被配置为采用涡度相关方法计算待测气体的通量,并且根据参考气体的浓度结合WPL校正对待测气体的通量进行实时校正。


4.根据权利要求1或2所述的系统,其中,待测气体为氨气,参考气体为水汽,并且激光的波长的扫描范围为8.89-8.95微米或9.04-9.09微米。


5.根据权利要求1或2所述的系统,其中,所述激光器为连续波中红外量子级联激光器。


6.根据权利要求5所述的系统,其中,所述连续波中红外量子级联激光器包括分布反馈式连续波量子级联激光器或外腔式连续波量子级联激光器。


7.根据权利要求1或2所述的系统,其中,该信号处理电路被配置为根据参考气体的吸收光谱的漂移量来确定由激光器所发射的激光的...

【专利技术属性】
技术研发人员:王胤康鹏
申请(专利权)人:宁波海尔欣光电科技有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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