【技术实现步骤摘要】
一种基于中红外全光纤直接吸收法的多组分痕量气体检测系统和方法
本专利技术涉及一种多组分痕量气体的检测装置和方法，具体涉及一种基于中红外全光纤直接吸收法的多组分痕量气体检测系统和方法，属于激光光谱检测和气体检测
技术介绍
中红外3-14微米波段具有重要的实用价值，生命相关的含碳、氢、氧、氮的气体分子和挥发性有机物的指纹性基频振动吸收谱线都落在这个波段内，因此中红外光谱技术可以对多组分痕量气体进行同步在线、快速准确的定性定量分析，这在环境监测、工业生产过程监控、有毒易爆气体检测、疾病诊断等诸多应用场景中有着重要的需求。基于朗伯比尔定律(Lambert-Beerlaw)的直接吸收法是一种通过气体吸收峰特征波长和吸收系数定性定量表征痕量气体的光谱检测技术。首先，光源被耦合进入充满气体的气室中，由于气体对特定波长的光具有吸收，该波长在气室输出端的光强发生衰减，由于气体吸收光谱在中红外的指纹式特征(即在确定温度条件下，气体任何一个精细谱线波长位置只对应一种气体，其单位浓度在单位长度上的吸收率是常数)，通过对比特...
【技术保护点】
1.一种基于中红外全光纤直接吸收法的多组分痕量气体检测系统，其特征在于：所述系统包括：波长可调谐、窄线宽中红外量子级联激光器、第一中红外单模光纤、中红外空芯光纤、第一三通阀门、第一气体管道、第一微箱、第二三通阀门、第二气体管道、第二微箱、真空泵、压力泵、第二中红外单模光纤、中红外光电探头、上位机，其中所述中红外量子级联激光器、第一中红外单模光纤、中红外空芯光纤、第二中红外单模光纤、中红外光电探头均设置有多个且数量相同，多个中红外量子级联激光器的中心波长均不相同，多个中红外空芯光纤的工作波长均不相同，多个中红外光电探头的探测波长均不相同；/n所述中红外量子级联激光器的输出端连...
【技术特征摘要】
1.一种基于中红外全光纤直接吸收法的多组分痕量气体检测系统，其特征在于：所述系统包括：波长可调谐、窄线宽中红外量子级联激光器、第一中红外单模光纤、中红外空芯光纤、第一三通阀门、第一气体管道、第一微箱、第二三通阀门、第二气体管道、第二微箱、真空泵、压力泵、第二中红外单模光纤、中红外光电探头、上位机，其中所述中红外量子级联激光器、第一中红外单模光纤、中红外空芯光纤、第二中红外单模光纤、中红外光电探头均设置有多个且数量相同，多个中红外量子级联激光器的中心波长均不相同，多个中红外空芯光纤的工作波长均不相同，多个中红外光电探头的探测波长均不相同；
所述中红外量子级联激光器的输出端连接第一中红外单模光纤输入端，第一中红外单模光纤输出端与中红外空芯光纤输入端熔接，中红外空芯光纤输出端与第二中红外单模光纤输入端熔接，第二中红外单模光纤输出端连接中红外光电探头，两段中红外单模光纤与中红外空芯光纤构成全光纤结构光路；
所述中红外空芯光纤输入端钻有一个微孔一，并通过微孔一连接第一微箱，中红外空芯光纤输出端钻有一个微孔二，并通过微孔二连接第二微箱，从而构成光场和气体重合度高的全光纤结构气体检测通道；第一微箱通过第一气体管道与第一三通阀门一端连接，第一三通阀门另外两端分别连接被测气体入口端以及压力泵，第二微箱通过第二气体管道与第二三通阀门一端连接，第二三通阀门另一端连接真空泵；
所述上位机分别与多个中红外量子级联激光器、第一三通阀门、第二三通阀门、真空泵、压力泵、多个中红外光电探头电性连接；
所述中红外量子级联激光器作为系统光源，激光耦合进入第一中红外单模光纤的输入端、再耦合进入中红外空芯光纤，从中红外空芯光纤输出的激光信号通过第二中红外单模光纤耦合进入中红外光电探头；中红外光电探头探测激光信号强度后转换成电信号，并传输给上位机；上位机用于处理所有测试数据并控制中红外量子级联激光器、第一、第二三通阀门、真空泵、压力泵的开关；
被测气体通过第一三通阀门和第一气体管道到达气密封闭的第一微箱，通过微孔一进入中红外空芯光纤，并充满整个中红外空芯光纤纤芯，再通过微孔二离开中红外空芯光纤，并进入气密封闭的第二微箱；被测气体经过第二微箱并通过第二气体管道和第二三通阀门排出检测系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于中红外全光纤直接吸收法的多组分痕量气体检测系统，其特征在于：所述中红外量子级联激光器的中心波长范围为4-14微米。
3.根据权利要求1所述的一种基于中红外全光纤直接吸收法的多组分痕量气体检测系统，其特征在于：所述第一中红外单模光纤、第二中红外单模光纤采用氟化物玻璃光纤、硫化物玻璃光纤、硒化物...
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