【技术实现步骤摘要】
基于多路红外激光吸收光谱的温室气体测量系统及方法
[0001]本专利技术涉及气体浓度测量
，具体涉及一种基于多路红外激光吸收光谱的温室气体测量系统及方法。
技术介绍
[0002]温室气体种类除了CO2外，还包括CH4、N2O、HCFs、PFCs和SF6，由于后三种温室气体管控得当，大气中含量低，因此对大气温室效应的贡献在短期内相比于前三种气体可以忽略。CO2是影响地球辐射平衡的最主要的长寿命温室气体，在大气中的浓度已经超过400ppm；CH4引起温室效应的能力的CO2的25倍，对温室效应造成的影响仅次于CO2，目前大气中含量约为1.9ppm；N2O在大气中的含量很低，但它对温室效应的影响却是CO2的298倍，在过去几十年里，N2O近似以每年月0.8ppb的速率增加，目前大气中含量约为330ppb。CO2、CH4、N2O在大气中含量高且存在时间长，是目前温室气体管控的主要研究对象。
[0003]大气中CO2和CH4的含量已经达到ppm级别，基于光谱技术进行浓度检测时，可以选取位于近红外波段的气体吸收谱线分别来检测...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多路红外激光吸收光谱的温室气体测量系统，其特征在于，包括计算机、数据采集卡、激光发生装置、光束耦合及入射调节装置、InAsSb探测器、InGaAs探测器以及多次反射气体吸收池，运行于所述计算机上的软件程序调用所述数据采集卡的信号输出通道，循环输出电流信号以驱动所述激光发生装置中的第一激光器、第二激光器、第三激光器依次输出激光，所述光束耦合及入射调节装置将所述第一激光器、所述第二激光器输出的激光耦合到同一光路后将所述第一激光器或所述第二激光器输出的激光以与所述多次反射气体吸收池的入射光轴相重合的角度入射到所述多次反射气体吸收池中，并用于将所述第三激光器、He
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Ne激光器输出的激光耦合到同一光路后将所述第三激光器和所述He
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Ne激光器输出的激光以与所述多次反射气体吸收池的入射光轴相重合的角度入射到所述多次反射气体吸收池中，所述多次反射气体吸收池中装有含CO2、CH4、N2O的待测气体样本；所述第一激光器或所述第二激光器输出的经所述多次反射气体吸收池多次反射后的出射光束被所述InGaAs探测器收集并转换为电信号后输出给所述数据采集卡；所述第三激光器输出的经所述多次反射气体吸收池多次反射后的出射光束被所述InAsSb探测器收集并转换为电信号后输出给所述数据采集卡；所述数据采集卡根据接收到的所述电信号对应计算所述待测气体样本中的CO2浓度、或CH4浓度、或N2O浓度。2.根据权利要求1所述的基于多路红外激光吸收光谱的温室气体测量系统，其特征在于，所述第一激光器和所述第二激光器为蝶形封装的分布反馈式半导体激光器，所述第三激光器为HHL封装的分布反馈式量子级联激光器。3.根据权利要求1所述的基于多路红外激光吸收光谱的温室气体测量系统，其特征在于，所述第一激光器工作在2003nm红外波段，用于对所述待测气体样本作CO2浓度检测；所述第二激光器工作在1653nm红外波段，用于对所述待测气体样本作CH4浓度检测；所述第三激光器工作在4474nm红外波段，用于对所述待测气体样本作N2O浓度检测；所述He
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Ne激光器用于输出633nm可见激光。4.根据权利要求1所述的基于多路红外激光吸收光谱的温室气体测量系统，其特征在于，所述激光发生装置包括所述第一激光器、所述第二激光器、所述第三激光器和分别用于驱动所述第一激光器、所述第二激光器、所述第三激光器输出激光的第一激光驱动器、第二激光驱动器和第三激光驱动器，各激光驱动器接收到所述电流信号后驱动工作在相应红外波段的激光器输出激光；所述第一激光驱动器和所述第二激光驱动器的型号为LDTC0520；所述第三激光驱动器的型号为QCL500/PTC2.5K。5.根据权利要求1
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4任意一项所述的基于多路红外激光吸收光谱的温室气体测量系统，其特征在于，所述光束耦合及入射调节装置包括第一光束耦合装置、第一入射调节装置以及第二光束耦合装置、第二入射调节装置，所述第一光束耦合装置包括第一准直器、第二准直器、第一平面反射镜以及分光片，所述第一激光器输出的激光通过所述第一准直器的准直后通过所述第一平面反射镜的反射到达所述分光片，所述第二激光器输出的激光通过所述第二准直器的准直后到达所述分光片，所述分光片将所述第一激光器、所述第二激光器输出的激光耦合到同一光路后到达所
述第一入射调节装置，通过调节所述第一入射调节装置的偏摆和俯仰角度，使得从所述第一入射调节装置发出的激光光束与所述多次反射气体吸收池的入射光轴相重合；所述第二光束耦合装置包括第三平面反射镜、二色分光器、可调光圈，通过调节所述第三平面反射镜的偏摆和俯仰角度使得所述第三激光...
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