有害气体监测系统以及有害气体监测激光器技术方案

本发明专利技术属于激光器技术领域，公开了一种有害气体监测系统以及有害气体监测激光器。该系统包括激光发射模块、信号接收模块及数据处理模块；激光发射模块发射宽带光信号至待测气体气室使其输出窄带光信号；信号接收模块分束得到第一分束信号和第二分束信号，第二分束信号与宽带光信号在环形腔内震荡，得到震荡光信号更新第一分束信号，得到更新后的第一分束信号；数据处理模块根据更新后的第一分束信号得到有害气体组份浓度信息，在有害气体组份浓度信息大于预设浓度阈值时生成预警信号。本发明专利技术基于环腔式气体检测技术得到有害气体组份浓度信息，不需要化学试剂或是对气体进行预处理可以完成多种气体的定性定量测量。可以完成多种气体的定性定量测量。可以完成多种气体的定性定量测量。

【技术实现步骤摘要】
有害气体监测系统以及有害气体监测激光器


[0001]本专利技术涉及激光器
，尤其涉及一种有害气体监测系统以及有害气体监测激光器。

技术介绍

[0002]有害气体不仅破坏生态环境，危害人体健康，甚至还易引起爆炸、火灾等重特大事故，监测有毒有害气体和易燃易爆气体对于环境保护和安全生产具有重要的意义。
[0003]但是目前，传统气体检测的方法或是有局限性，或是需要化学试剂，或是需要对气体进行预处理，或是只能对特定气体进行检测，或是结构复杂，价格昂贵，不利于现场测量，均难以满足环境监测或是生产监控的需要。
[0004]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种有害气体监测系统以及有害气体监测激光器，旨在解决现有传统气体检测方式有局限性难以满足环境监测或是生产监控的需要的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种有害气体监测系统，所述有害气体监测系统包括激光发射模块、信号接收模块以及数据处理模块，所述激光发射模块与待测气体气室连接，所述信号接收模块与所述待测气体气室连接，所述数据处理模块与所述信号接收模块连接，所述信号接收模块与所述激光发射模块连接，所述激光发射模块和所述信号接收模块构成环形腔；其中，
[0007]所述激光发射模块，用于发射宽带光信号至所述待测气体气室，以使所述待测气体气室吸收所述宽带光信号后输出窄带光信号至所述信号接收模块；
[0008]所述信号接收模块，用于接收所述窄带光信号，对所述窄带光信号进行分束，得到第一分束信号和第二分束信号；
[0009]所述信号接收模块，还用于将所述第二分束信号发送至所述激光发射模块，以使第二分束信号与所述宽带光信号在所述环形腔内震荡，得到震荡光信号，根据所述震荡光信号对所述第一分束信号进行更新，得到更新后的第一分束信号，并将所述更新后的第一分束信号发送至所述数据处理模块；
[0010]所述数据处理模块，用于对所述更新后的第一分束信号进行数据处理，得到有害气体组份浓度信息，在所述有害气体组份浓度信息大于预设浓度阈值时，生成预警信号。
[0011]可选地，所述激光发射模块包括依次连接的泵浦光源以及光纤放大器，所述光纤放大器与与所述待测气体气室连接；其中，
[0012]所述光纤放大器，用于在所述泵浦光源驱动下，自发辐射产生宽带光信号，并将所述宽带光信号发射至所述待测气体气室。
[0013]可选地，所述信号接收模块包括依次连接的滤波器以及耦合器，所述耦合器与所述数据处理模块连接；其中，
[0014]所述滤波器，用于接收所述窄带光信号，对所述窄带光信号进行滤波，得到滤波光信号，并将所述滤波光信号发送至所述耦合器；
[0015]所述耦合器，用于接收所述滤波光信号，对所述滤波光信号进行分束，得到第一分束信号和第二分束信号；
[0016]所述耦合器，还用于将所述第二分束信号发送至所述激光发射模块，以使第二分束信号与所述宽带光信号在所述环形腔内震荡，得到震荡光信号，根据所述震荡光信号对所述第一分束信号进行更新，得到更新后的第一分束信号，并将所述更新后的第一分束信号发送至所述数据处理模块。
[0017]可选地，所述信号接收模块还包括参考光栅；所述参考光栅分别与所述滤波器和所述耦合器连接；其中，
[0018]所述参考光栅，用于接收所述滤波器发送的滤波光信号，确定所述滤波光信号的吸收峰波长，根据所述吸收峰波长生成参考光信号，并将所述参考光信号发送至所述耦合器，以使所述耦合器根据所述参考光信号进行分束。
[0019]可选地，所述耦合器为1：99的光耦合器。
[0020]可选地，所述信号接收模块还包括光开关，所述光开关的第一端与所述耦合器连接，所述光开关的第二端与所述激光发射模块连接。
[0021]可选地，所述数据处理模块包括依次连接的光电探测器以及光谱处理单元；其中，
[0022]所述光电探测器，用于接收所述更新后的第一分束信号，并将所述更新后的第一分束信号转换为待测电信号，并将所述待测电信号发送至所述光谱处理单元；
[0023]所述光谱处理单元，用于根据所述待测电信号确定扫描光谱信号，对所述扫描光谱信号进行数据处理，得到有害气体组份浓度信息，在所述有害气体组份浓度信息大于预设浓度阈值时，生成预警信号。
[0024]可选地，所述数据处理模块还包括压电陶瓷；所述压电陶瓷分别与所述光谱处理单元和所述滤波器连接；其中，
[0025]所述光谱处理单元，还用于发送若干驱动电压至所述压电陶瓷，以使所述滤波器的腔长变化，实现波长扫描；
[0026]所述光谱处理单元，还用于在波长扫描时，确定所述滤波器的透射谱位置，在所述透射谱位置确定时，调节所述滤波器的透射窗口位置，得到扫描光谱信号。
[0027]可选地，所述光谱处理单元，对所述扫描光谱信号进行数据处理；其中，所述数据处理包括：吸收谱去噪、基线拟合、吸收峰拟合、气体组份以及浓度解调中的至少一项。
[0028]此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种有害气体监测激光器，所述有害气体监测激光器包括如上文所述的有害气体监测系统。
[0029]本专利技术提供了一种有害气体监测系统，有害气体监测系统包括激光发射模块、信号接收模块及数据处理模块，激光发射模块与待测气体气室连接，信号接收模块与待测气体气室连接，数据处理模块与信号接收模块连接，信号接收模块与激光发射模块连接，激光发射模块和信号接收模块构成环形腔；其中，激光发射模块，用于发射宽带光信号至待测气体气室，以使待测气体气室吸收宽带光信号后输出窄带光信号至信号接收模块；信号接收
模块，用于接收窄带光信号，对窄带光信号进行分束，得到第一分束信号和第二分束信号；信号接收模块，还用于将第二分束信号发送至激光发射模块，以使第二分束信号与宽带光信号在环形腔内震荡，得到震荡光信号，根据震荡光信号对第一分束信号进行更新，得到更新后的第一分束信号，并将更新后的第一分束信号发送至数据处理模块；数据处理模块，用于对更新后的第一分束信号进行数据处理，得到有害气体组份浓度信息，在有害气体组份浓度信息大于预设浓度阈值时，生成预警信号。本专利技术中，基于环腔式气体检测技术得到有害气体组份浓度信息，不需要化学试剂或是对气体进行预处理，可以完成多种气体的定性定量测量，解决了现有传统气体检测方式有局限性难以满足环境监测或是生产监控的需要的技术问题。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术有害气体监测系统一实施例的功能模块图；
[0032]图2为本专利技术有害气体监测系统一实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有害气体监测系统，其特征在于，所述有害气体监测系统包括激光发射模块、信号接收模块以及数据处理模块，所述激光发射模块与待测气体气室连接，所述信号接收模块与所述待测气体气室连接，所述数据处理模块与所述信号接收模块连接，所述信号接收模块与所述激光发射模块连接，所述激光发射模块和所述信号接收模块构成环形腔；其中，所述激光发射模块，用于发射宽带光信号至所述待测气体气室，以使所述待测气体气室吸收所述宽带光信号后输出窄带光信号至所述信号接收模块；所述信号接收模块，用于接收所述窄带光信号，对所述窄带光信号进行分束，得到第一分束信号和第二分束信号；所述信号接收模块，还用于将所述第二分束信号发送至所述激光发射模块，以使第二分束信号与所述宽带光信号在所述环形腔内震荡，得到震荡光信号，根据所述震荡光信号对所述第一分束信号进行更新，得到更新后的第一分束信号，并将所述更新后的第一分束信号发送至所述数据处理模块；所述数据处理模块，用于对所述更新后的第一分束信号进行数据处理，得到有害气体组份浓度信息，在所述有害气体组份浓度信息大于预设浓度阈值时，生成预警信号。2.如权利要求1所述的有害气体监测系统，其特征在于，所述激光发射模块包括依次连接的泵浦光源以及光纤放大器，所述光纤放大器与与所述待测气体气室连接；其中，所述光纤放大器，用于在所述泵浦光源驱动下，自发辐射产生宽带光信号，并将所述宽带光信号发射至所述待测气体气室。3.如权利要求1所述的有害气体监测系统，其特征在于，所述信号接收模块包括依次连接的滤波器以及耦合器，所述耦合器与所述数据处理模块连接；其中，所述滤波器，用于接收所述窄带光信号，对所述窄带光信号进行滤波，得到滤波光信号，并将所述滤波光信号发送至所述耦合器；所述耦合器，用于接收所述滤波光信号，对所述滤波光信号进行分束，得到第一分束信号和第二分束信号；所述耦合器，还用于将所述第二分束信号发送至所述激光发射模块，以使第二分束信号与所述宽带光信号在所述环形腔内震荡，得到震荡光信号，根据所述震荡光信号对所述第一分束信号进行更新，得到更新后的第一分束信号，并将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛森，毛虎，陆凯凯，焦英豪，
申请(专利权)人：广东鸿芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：