一种多气体检测装置和方法制造方法及图纸

本申请提供了一种多气体检测装置和方法，该装置包括泵浦源、波分复用器、掺杂光纤、气体吸收池、波长选择及调制模块、透射式石英音叉光探测模块、前置放大器、锁相放大器阵列和计算机，其中，波长选择及调制模块能够同时生成多种波长的光，每种波长的光分别对应气体吸收池中待测混合气体中的一种气体的吸收峰，且每种波长的光的调制频率各不相同。通过设置波长选择及调制模块和透射式石英音叉光探测模块，实现了使用单石英音叉同时检测混合气体，且将石英音叉与气体吸收池隔开，避免了受到待测气体的腐蚀从而影响检测结果准确性的问题，提高了品质因数，该装置具有结构简单，功率高，光程长，精度高等优点。精度高等优点。精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种多气体检测装置和方法


[0001]本申请涉及多气体检测领域，尤其涉及一种多气体检测装置和方法。

技术介绍

[0002]气体检测技术的发展在大气环境监测、人类日常生活和工业发展等领域都有着重要的意义，近年来随着环境变化日益复杂、工业现代化的发展和人民的环境健康意识不断提高，传统的单一气体检测己不能满足要求，所以多气体检测得到了迅速发展与推广。
[0003]其中，光致热弹性效应气体检测技术的基本工作原理为：光子在气体吸收池中被气体分子吸收后，引起光强衰减，被吸收后的光入射到石英音叉臂上，在石英音叉臂上形成温度场，由于光致热弹性效应引起石英音叉振动，产生压电信号。光致热弹性光谱气体检测技术具有检测精度高，全波长响应，与气体非接触测量，成本低等优点。
[0004]目前，有学者提出了一种基于多音叉频分复用技术的光声光谱气体检测技术，通过三个石英音叉来响应不同频率的声波，实现了对三种气体的同时检测，但是上述方法结构复杂，激励光源功率低，准直难度较大。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种多气体检测装置和方法，实现了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多气体检测装置，其特征在于，包括泵浦源、波分复用器、掺杂光纤、气体吸收池、波长选择及调制模块、透射式石英音叉光探测模块、前置放大器、锁相放大器阵列和计算机；所述透射式石英音叉光探测模块包括石英音叉、第一准直器、第二准直器和透明玻璃外壳，所述第一准直器穿插于所述透明玻璃外壳的第一侧，所述第二准直器穿插于与所述透明玻璃外壳的第一侧相对的第二侧，所述石英音叉被真空或者惰性气体封装在所述透明玻璃外壳中，且位于所述第一准直器的内端与所述第二准直器的内端之间，所述石英音叉入射点的金属薄膜被化学腐蚀去除；所述泵浦源的输出端光纤连接所述波分复用器的第一输入端，所述波分复用器的输出端连接所述掺杂光纤，所述掺杂光纤连接所述气体吸收池的输入端，所述气体吸收池的输出端光纤连接所述波长选择及调制模块，所述波长选择及调制模块的输出端光纤连接所述透射式石英音叉光探测模块的输入端，所述透射式石英音叉光探测模块的光信号输出端光纤连接所述波分复用器的第二输入端，所述透射式石英音叉光探测模块的电信号输出端连接所述前置放大器的输入端，所述前置放大器的输出端连接所述锁相放大器阵列的输入端，所述锁相放大器阵列的输出端连接所述计算机，所述气体吸收池充有待测混合气体，所述波长选择及调制模块能够同时生成多种波长的光，每种波长的光分别对应所述待测混合气体中的一种气体的吸收峰，且每种波长的光的调制频率各不相同。2.根据权利要求1所述的一种多气体检测装置，其特征在于，所述波长选择及调制模块包括温控电流源、M个激光器、第一光纤耦合器和第二光纤耦合器，其中，M为整数且M＞1；所述M个激光器中的每个激光器的一端连接所述温控电流源，所述M个激光器中的每个激光器的另一端光纤连接所述第一光纤耦合器的输入端，所述第一光纤耦合器的输出端光纤连接所述第二光纤耦合器20％的输入端，所述第二光纤耦合器的输出端光纤连接所述透射式石英音叉光探测模块的输入端，所述气体吸收池的输出端光纤连接所述第二光纤耦合器的80％的输入端。3.根据权利要求1所述的一种多气体检测装置，其特征在于，所述波长选择及调制模块包括N个光栅、N个压电陶瓷、压电陶瓷驱动器和环形器，其中，N为整数且N>1；所述压电陶瓷驱动器分别连接所述N个压电陶瓷并对所述N个压电陶瓷进行驱动控制，所述N个压电陶瓷中的每个压电陶瓷上固定有所述N个光栅中的一个光栅，所述N个光栅中的第一个光栅光纤连接所述N个光栅中的第二个光栅，所述N个光栅中的第二个光栅光纤连接所述N个光栅中的第三个光栅，以此类推，所述N个光栅中的第n个光栅光纤连接所述N个光栅中的第n+1个光栅，n为整数且1≤n≤N
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【专利技术属性】
技术研发人员：张秦端，魏玉宾，杜晓萌，宫卫华，张婷婷，王兆伟，李艳芳，王纪强，
申请(专利权)人：山东省科学院激光研究所，
类型：发明
国别省市：