一种气体探测装置及其多组分气体滤波反演方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种气体探测装置，包括依次连接的黑体辐射源、聚焦镜、光纤、吸收池、机械斩波器、光电探测器、探测器配套电路、FPGA板以及上位机，黑体辐射源发出的全谱段辐射光经聚焦镜耦合进光纤，辐射光经光纤传输后进入吸收池，辐射光在吸收池内多次反射吸收后从吸收池出射，经机械斩波器进行机械调制，辐射光到达光电探测器，探测器配套电路对光电探测器表面的电信号进行噪声滤波与信号放大，继而FPGA板采集并完成信号处理，并在上位机上反演出最终的气体浓度。本发明专利技术通过多组分气体滤波反演方法，使得该装置在能分辨多气体组份的同时得到的反演浓度精度更高，稳定性更强，效率更快等优点。优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种气体探测装置及其多组分气体滤波反演方法


[0001]本专利技术属于气体探测
，具体涉及一种气体探测装置及多组分气体滤波反演方法。

技术介绍

[0002]光谱吸收法的理论基础是Lambert
‑
Beer定律，光信号在经过待测气体时，与气体分子发生相互作用，当光源的中心波长与气体的吸收峰一致时，气体对入射光会发生强烈的吸收，造成光强的变化，通过检测其透射光强或者反射光强的变化量，即可得到气体浓度的信息。由于不同气体分子之间形成的共价键不同，分子的振动和转动能级不同，因此，在不同的波长范围内会形成自己的特征吸收谱。通过识别气体分子的特征吸收光谱，气体吸收峰波长以及检测到光通量的变化，就可以识别气体种类及浓度。在近年来，光谱吸收法有着迅速的发展，特别是在在环境污染监测领域，其主要技术包括：单谱段激光光谱法、量子级联宽谱段激光法、宽谱LED法等。
[0003]激光光谱法作为当前使用最广泛的方法，具有精度高，成本高，可测量气体组分单一的特点。为实现多组分气体浓度测量，现有的量子级联宽谱激光法将多个窄谱段激光器通过波分复用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体探测装置，其特征在于：包括依次连接的黑体辐射源(1)、聚焦镜(3)、光纤(4)、吸收池(5)、机械斩波器(6)、光电探测器(7)、探测器配套电路(8)、FPGA板(9)以及上位机(10)，所述黑体辐射源(1)，用以发出全谱段辐射光；所述聚焦镜(3)，用以接收汇聚黑体辐射源(1)发出的黑体辐射光进行空间光耦和；所述光纤(4)，用以传输经过聚焦镜(3)耦合的中红外波段的黑体辐射光；所述吸收池(5)，使入射的中红外波段的黑体辐射光由光纤(4)接入后在吸收池(5)内传输多次，以增大吸收光程后出射；所述机械斩波器(6)，用以对经过吸收池(5)的黑体辐射光进行机械调制；所述光电探测器(7)，用以将到达光电探测器(7)表面的热辐射信号转换为电信号，并接入后续电路处理；所述探测器配套电路(8)，用以将光电探测器(7)上的电信号进行滤波、去噪、放大处理；所述FPGA板(9)，用以采集电信号进行数据处理；所述上位机(10)，用以显示反演后的气体浓度数据；所述黑体辐射源(1)发出的全谱段辐射光经聚焦镜(3)耦合进光纤(4)，辐射光经光纤(4)传输后进入吸收池(5)，辐射光在吸收池(5)内多次反射吸收后从吸收池(5)出射，经机械斩波器(6)进行机械调制，辐射光到达光电探测器(7)，探测器配套电路(8)对光电探测器(7)表面的电信号进行噪声滤波与信号放大，继而FPGA板(9)采集并完成信号处理，并在上位机(10)上反演出最终的气体浓度。2.根据权利要求1所述的一种气体探测装置，其特征在于：所述黑体辐射源(1)上设有用以维持辐射光出射温度稳定的温控仪(2)。3.根据权利要求1所述的一种气体探测装置，其特征在于：所述光纤(4)包括入射耦合头、中红外波段光纤以及出射连接器。4.根据权利要求1所述的一种气体探测装置，其特征在于：所述吸收池为Herriott赫里奥特池。5.根据权利要求1所述的一种气体探测装置，其特征在于：所述吸收池为怀特型光学吸收池。6.一种如权利要求1
‑
5任一项所述的一种气体探测装置的多组...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春来，罗浩匀，刘世界，朱首正，黄浦江，周浩，金柯，王建宇，
申请(专利权)人：国科大杭州高等研究院，
类型：发明
国别省市：