一种基于TDLAS技术的水汽含量仪制造技术

一种基于TDLAS技术的水汽含量仪，包括基座(2)、安装在基座(2)一端的发射端(1)、安装在基座(2)另一端的第一凹面镜(4)，第一凹面镜(4)通过滑动装置(3)可滑动地安装在基座(2)上；发射端(1)与第一凹面镜(4)相对的面上设有第二凹面镜(11)，第二凹面镜(11)上设有供光通过的通孔(12)；本实用新型专利技术的一种基于TDLAS技术的水汽含量仪，将波长调制、谐波检测技术相结合，通过对光电探测器输出信号的二次谐波进行提取，可以有效提高测量结果的准确性和灵敏性，且测量过程所需的反应时间短，实现对大气中水汽含量的实时监测。中水汽含量的实时监测。中水汽含量的实时监测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于TDLAS技术的水汽含量仪


[0001]本技术涉及大气中水汽含量测量
，具体涉及一种基于TDLAS技术的水汽含量仪。

技术介绍

[0002]水汽作为一种无处不在的气体，在气象学、燃烧学、电力系统等诸多领域，对其浓度进行实时高精度监测具有十分重要的意义。实时进行大气中水汽含量浓度的监测，不但能够提高人工影响天气作业的成功率和增加降水量，还可以提高燃烧效率和保障电力系统整体设备运行的稳定性。
[0003]其他水汽含量仪常采用电解法、电容法、卡尔费休法和露点法等，但在应用过程中都存在着一些弊端，从而可能导致测量结果不准，不能满足实时准确监测大气中水汽含量的要求。

技术实现思路

[0004]针对前述技术问题，本技术的目的在于提供一种通过可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)对大气中水汽含量进行测量的水汽含量仪。
[0005]本技术的目的是通过以下的技术方案来实现的：一种基于TDLAS技术的水汽含量仪，包括基座2、安装在基座2一端的发射端1、安装在基座2另一端的第一凹面镜4，第一凹面镜4通过滑动装置3可滑动地安装在基座2上；发射端1与第一凹面镜4相对的面上设有第二凹面镜11，第二凹面镜11上设有供光通过的通孔12。
[0006]优选的，滑动装置3包括底座31，可转动地安装在底座31上的螺纹杆32，套装在螺纹杆32且可随螺纹杆32的转动而沿螺纹杆32的长度方向移动的第一凹面镜4，底座31上还设有至少一个在第一凹面镜4移动时起导向作用的导向杆33。
[0007]优选的，光源模块、激光检测模块和数据处理模块；光源模块：用于发射激光光束；激光检测模块：对经第一凹面镜反射回来的光束进行接收、处理后发送至数据处理模块；数据处理模块：对激光检测模块发送的数据进行处理，从而计算出大气中水汽含量。
[0008]本技术具有如下优点：
[0009]1、本技术的一种基于TDLAS技术的水汽含量仪，将波长调制、谐波检测技术相结合，通过对光电探测器输出信号的二次谐波进行提取，可以有效提高测量结果的准确性和灵敏性，且测量过程所需的反应时间短，实现对大气中水汽含量的实时监测。
[0010]2、本技术的一种基于TDLAS技术的水汽含量仪，可调谐半导体激光器的电流和温度谐调特性，能够实时、动态地测量大气中地水汽含量，具备更高的测量分辨率和测量精度。
[0011]以上说明仅是本技术技术方案的概述，为了能更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下：
[0012]附图标记
[0013]1‑
发射端、11
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第二凹面镜、12
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通孔，2
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基座，3
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滑动装置、31
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底座、311
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第一安装板、312
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第二安装板、32
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螺纹杆，4
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第一凹面镜，41
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固定座。
附图说明
[0014]图1是本实施例一种基于TDLAS技术的水汽含量仪的结构示意图。
[0015]图2是本实施例一种基于TDLAS技术的水汽含量仪进行水汽含量测定的原理图。
具体实施方式
[0016]为更进一步阐述本技术为达成预定目的所采用的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实例，对依据本技术提出的一种基于TDLAS技术的水汽含量仪，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0017]请参阅图1、图2，本技术提供一种基于TDLAS技术的水汽含量仪，包括基座2、安装在基座2一端的发射端1、安装在基座2另一端的第一凹面镜4，第一凹面镜4通过滑动装置3可滑动地安装在基座2上；发射端1和第一凹面镜4之间形成用于充斥待测气体的采样区。
[0018]发射端1内部有空腔，发射端1与第一凹面镜4相对的面上设有第二凹面镜11，第二凹面镜11上设有可供光进出的通孔12，通孔12与发射端1内的空腔相连通；
[0019]滑动装置3包括底座31、可转动地安装在底座31上的螺纹杆32，底座31的一端设有第一安装板311、另一端设有第二安装板312，螺纹杆32的一端设有调节钮34、另一端穿过第二安装板312可转动地安装在第一安装板311上，第一凹面镜4的固定座41可滑动的套装在螺纹杆32上，当螺纹杆32转动时，第一凹面镜4可沿螺纹杆32的长度方向移动。在本实施例中，固定座41通过螺栓安装在螺纹杆32上，螺栓固定在固定座41上，螺纹杆32在转动时通过螺栓带动固定座41移动。
[0020]第一安装板311和第二安装板312之间设有至少一个在第一凹面镜4移动时对第一凹面镜4的移动方向起导向作用的导向杆33，第一凹面镜4的固定座41可滑动地套装在导向杆33上。使用时在发射端1和第一凹面镜4之间充斥待测气体，滑动装置3带动第一凹面镜4移动，从而调节光在待测气体中传输路径的长短。
[0021]当然在本技术的其他实施例中，第一凹面镜4也可通过滑轨与滑槽相配合的方式、或通过凹凸配合的方式可滑动地安装在基座2上。
[0022]本技术提供一种基于TDLAS技术的水汽含量仪，还包括光源模块、激光检测模块及数据处理模块，光源模块包括信号发生器、压控恒流源和激光器，在本实施例中，激光器采用二极管激光器，激光检测模块包括光电探测器、前置放大电路和锁相放大器，数据处理模块包括数据采集芯片、数据转换芯片和数据处理芯片；光电探测器设置在发射端1内，光源模块和数据处理模块可根据需要设置在基座2内。
[0023]工作原理：
[0024]TDLAS技术主要是基于气体分子的吸收谱线与激光器的电流和温度调谐特性、通过对激光器驱动电流的大小以及工作温度的控制来改变激光器输出波长，从而对待测气体进行特定范围的波长扫描，当激光束穿过待测气体时，与目标分子频率一致的光子能量会
被吸收，从而使目标分子从低能级向高能级跃迁，宏观上，可体现为激光束光强的衰减，并且激光束的光强衰减程度正比于待测气体的浓度，因此可以通过对激光光强衰减量的测量和标定，计算出待测气体中目标气体的含量。
[0025]测量时，通过低频锯齿波叠加高频正弦波对激光器进行波长扫描，驱动激光器发出波长受特定调制的激光光束，光束通过光纤输送至发射端1，然后从第二凹面镜11上的通孔12穿出后发射至待测气体中，光束穿过待测气体后在第一凹面镜4和第二凹面镜11的反射作用下，多次穿过待测气体，从而增加光束在待测气体中的传输路径，最后经第一凹面镜4反射回来的光束穿过通孔12进入发射端1内，安装在发射端1内的光电探测器接收到该光束，光电探测器将该信号依次经前置放大电路和锁相放大器发送至数据处理模块，数据处理模块对该信号进行处理分析，从而得到大气中水汽含量，从而实现对大气中水汽含量的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于TDLAS技术的水汽含量仪，其特征在于：包括基座(2)、安装在基座(2)一端的发射端(1)、安装在基座(2)另一端的第一凹面镜(4)，第一凹面镜(4)通过滑动装置(3)可滑动地安装在基座(2)上；发射端(1)与第一凹面镜(4)相对的面上设有第二凹面镜(11)，第二凹面镜(11)上设有供光通过的通孔(12)。2.根据权利要求1所述的一种基于TDLAS技术的水汽含量仪，其特征在于：滑动装置(3)包括底座(31)，可转动地安装在底座(31)上的螺纹杆(32)，套装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟东力，张棚，董文雅，于浩天，刘栋，张航，
申请(专利权)人：北京聚恒博联科技有限公司，
类型：新型
国别省市：