一种基于TDLAS的宽域气体浓度检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于TDLAS的宽域气体浓度检测装置及方法，其装置包括：激光器驱动模块，用于提供温度可调和频率可调的激发光源；以及为计算模块提供参考信号；光电转化采集模块，用于采集激发光源在气体吸收池中经待测气体吸收后产生的采样信号；计算模块，用于对采样信号和参考信号进行锁相放大，得到二次谐波；以及对所述二次谐波进行多级滤波去噪，并根据去噪后的二次谐波反演待测气体浓度。本发明专利技术通过低频的锯齿波和高频的正弦波的信号调制和激光器的温度控制保证激发光源的稳定性，并结合多级滤波降低环境噪声对低浓度气体检测的影响，提升了气体检测浓度的下限，进一步提高气体检测的稳定性和准确性。气体检测的稳定性和准确性。气体检测的稳定性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于TDLAS的宽域气体浓度检测装置及方法


[0001]本专利技术属于气体浓度检测领域，具体涉及一种基于TDLAS的宽域气体浓度检测装置及方法。

技术介绍

[0002]对于电网行业，变压器运行是否稳定是其供电是否平稳可靠的重要标准。当变压器保持长期运行的过程中，变压器中的绝缘油会因为过热、放电、受潮等原因生成多种与故障检测相关的气体。由此，通过监控变压器绝缘油中的多种故障判别气体浓度是保证变压器正常稳定的运行的重要方式之一。随着光学技术的不断进步，光学检测技术被应用于气体检测方向上来。由于其在响应速度方面的巨大优势，使得常规的混合气体的检测方法逐渐被取代。
[0003]TDLAS即调谐二极管激光吸收光谱技术，有着灵敏性高的优点，并且对于多组分气体环境检测的情况下，不仅无需接触，气体之间互相干扰小，而且响应速度较快，在各种气体检测的场景下都有着较好的效果。
[0004]2003年，刘泉等使用双波长补偿法消除气体的干扰实现了乙炔气体浓度的在线检测装置；2013年，李红莲等使用卡尔曼滤波算法实现了痕量二氧化碳气体的检测，进一步提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于TDLAS的宽域气体浓度检测装置，其特征在于，包括：激光器驱动模块，用于提供温度可调和频率可调的激发光源；以及为计算模块提供参考信号；光电转化采集模块，用于采集激发光源在气体吸收池中经待测气体吸收后产生的采样信号；计算模块，用于对采样信号和参考信号进行锁相放大，得到二次谐波；以及对所述二次谐波进行多级滤波去噪，并根据去噪后的二次谐波反演待测气体浓度。2.根据权利要求1所述的基于TDLAS的宽域气体浓度检测装置，其特征在于，所述激光器驱动模块包括波形生成模块、温度控制模块、模拟开关和压控恒流源模块，所述波形生成模块，用于生成多种不同频率和/或波形的数字信号，以及将多种数字信号转化为模拟信号；所述温度控制模，用于控制激光器的温度；所述压控恒流源模块，用于将模拟信号中的电压信号转换为电流信号。3.根据权利要求2所述的基于TDLAS的宽域气体浓度检测装置，其特征在于，所述波形生成模块包括生成模块和转化模块，所述生成模块，用于产生低频的锯齿波信号和高频正弦波信号，及其对应的二倍频信号；所述转化模块，用于将所述低频的锯齿波信号和所述高频正弦波信号转化为对应的模拟信号。4.根据权利要求1所述的基于TDLAS的宽域气体浓度检测装置，其特征在于，所述计算模块包括锁相放大器、多级滤波器和反演模块，所述锁相放大器，用于对采样信号和参考信号进行锁相放大，得到二次谐波；所述多级滤波器，用于对所述二次谐波进行多级滤波去噪；所述反演模块，用于根据去噪后的二次谐波反演待测气体浓度。5.根据权利要求4所述的基于TDLAS的宽域气体浓度检测装置，其特征在于，所述多级滤波器包括积分梳状滤波器、平滑滤波器和周期滤波模块，所述分梳状滤波器的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋宝，周向东，姜茂文，唐小琦，张泽之，林志鹏，余文韬，高天赐，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：