【技术实现步骤摘要】
一种多气体组分和浓度的检测装置及检测方法
[0001]本专利技术涉及气体组分的检测技术，特别是涉及一种多气体组分和浓度的检测装置及检测方法。
技术介绍
[0002]气体组分及浓度是环境条件的重要指标，对认识环境的变化过程等具有重要意义，对于爆炸、发动机羽焰等恶劣环境下的气体组分及浓度的检测更是如此。拉曼散射方法是一种常用的气体组分及其浓度的测量方法，当激光照射气体分子时，光子与气体分子发生非弹性碰撞，造成光子与气体分子间的能量交换，从而产生与入射光子能量不同的散射光子，表现为拉曼散射，其中能量增加的称为反斯托克斯拉曼散射，减少的称为斯托克斯拉曼散射。基于热平衡状态下的极化理论可以计算得到斯托克斯拉曼散射信号的强度表达式：
[0003]I
R
＝ηnσP
[0004]其中，I
R
表示拉曼散射强度，η表示系统的整体收集效率，与实验系统有关，n为相应气体组分的分子数密度，σ为相应气体组分的拉曼散射截面，P为入射激光的能量。由上式可知，拉曼散射信号的强度与所测气体组分的分子数密度成正...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多气体组分和浓度的检测装置，其特征在于：包括光源分系统(101)、探头分系统(201)、以及信号感知分系统(301)；所述光源分系统(101)与探头分系统(201)之间通过激励光传输光纤(3)连接；所述探头分系统(201)与信号感知分系统(301)之间通过信号光传输光纤(10)连接；所述光源分系统(101)包括至少一个激光器(1)、与激光器(1)连接的光纤耦合器(2)及暗室(16)；所述探头分系统(201)包括一体化支撑结构(7)，依次设置在一体化支撑结构(7)侧壁上的多组间隔设置的激励光准直汇聚器(4)和激励光耦合器(5)，以及间隔地连接相邻两组激励光准直汇聚器(4)和激励光耦合器(5)的中继光纤(6)，每组所述激励光准直汇聚器(4)与激励光耦合器(5)均相对于一体化支撑结构(7)的中心对称设置；所述激励光传输光纤(3)的输出端与其中一组激励光准直汇聚器(4)的输入端连接；所述一体化支撑结构(7)上还包括一组凹面镜(8)和成像透镜组(9)，所述凹面镜(8)和成像透镜组(9)搭配使用且在一体化支撑结构(7)上呈中心对称设置；所述激励光准直汇聚器(4)、激励光耦合器(5)、凹面镜(8)及成像透镜组(9)均紧固于一体化支撑结构(7)上；所述信号感知分系统(301)包括依次设置在信号传输光路上的光纤适配器(12)，单色仪(13)，探测器(14)，以及与探测器(14)电连接的计算机终端(15)；还包括设置在光纤适配器(12)前端的滤光片(11)。2.根据权利要求1所述的多气体组分和浓度的检测装置，其特征在于：所述激光器(1)为窄线宽连续激光器，使用功率为瓦级功率；所述光纤耦合器(2)选择短焦透镜组光纤耦合器。3.根据权利要求2所述的多气体组分和浓度的检测装置，其特征在于：所述激励光传输光纤(3)为多模光纤。4.根据权利要求3所述的多气体组分和浓度的检测装置，其特征在于：所述中继光纤(6)通过光纤连接法兰连接激励光准直汇聚器(4)和激励光耦合器(5)；所述激励光准直汇聚器(4)、激励光耦合器(5)、凹面镜(8)及成像透镜组(9)均通过卡具及法兰紧固于一体化支撑结构(7)上。5.根据权利要求4所述的多气体组分和浓度的检测装置，其特征在于：所述凹面镜(8)采用石英基底且镀功能膜的凹面镜；所述成像透镜组(9)采用石英基底且镀功能膜的成像...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴振杰，张振荣，王晟，叶景峰，陶蒙蒙，王科，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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