一种基于气体红外光谱检测技术的线性化读出电路系统技术方案

本发明专利技术的一种基于气体红外光谱检测技术的线性化读出电路系统，浓度检测模块中向气体吸收池内通入待测气体，红外光源所发出的光线经过准直透镜和斩波器后进入气体吸收池，经过衰减后的光线从出光孔出射后由汇聚透镜聚焦至光电转换模块中的红外探测器；锁相放大器提取红外探测器双通道信号，输入一次差分放大电路对双通道信号进行差分处理、一次差分放大后的信号经过二次差分，通过对数运算模块，进行对数运算、三次差分电路运算，得到变量V3，通过信号显示模块显示气体浓度值大小。本发明专利技术的一种基于气体红外光谱检测技术的线性化读出电路系统，实现了对于朗伯

【技术实现步骤摘要】
一种基于气体红外光谱检测技术的线性化读出电路系统


[0001]本专利技术属于红外气体光谱检测
，具体涉及一种基于气体红外光谱检测技术的线性化读出电路系统。

技术介绍

[0002]除了气候问题之外，诸如CO2之类的温室气体浓度的增加还会对人体造成不同程度的影响。传统的气体检测方法比如电化学法，主要是通过化学反应来实现对特定气体的检测，但这种方法无法检测大气中最常见的温室气体CO2，并且使用寿命短、精度低、容易受其它气体的干扰。而气体红外光谱检测技术则是基于不同气体在中红外光谱下的指纹吸收特性来检测气体，是依靠气体本身的光学特性来分辨气体的种类和浓度，具有稳定性高、工作寿命长、温度范围广、气体选择性好等特点，能够对CO2、CH4、CO、N2O、H2CO、NH3、NO、OCS、C2H4、O3多种气体进行高精度检测。
[0003]而气体红外光谱检测技术的一大难题就在于其非线性特性，根据朗伯
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比尔定律，气体的浓度与光强的衰减关系为指数关系，而这一非线性的关系将会带来以下劣势：首先，非线性传感器的输出与输入之间的关系更加复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于气体红外光谱检测技术的线性化读出电路系统，其特征在于：包括浓度检测模块、光电转换模块、差分放大模块、对数运算模块、信号显示模块；所述浓度检测模块包括向气体吸收池内通入待测气体直至充满气室，红外光源所发出的光线经过准直透镜和斩波器后进入气体吸收池，经衰减的光线从出光孔出射后由汇聚透镜聚焦至光电转换模块中的红外探测器；所述差分放大模块中的锁相放大器根据光学斩波轮的频率提取红外探测器双通道信号，一次差分放大电路对输入的双通道信号进行差分处理、一次差分放大后的信号经过二次差分消除，二次差分消除一次差分放大电路中输出电信号里的偏置项后，输出的电信号通过对数运算模块、三次差分电路的运算，得到与浓度成正比例关系的变量V3，通过信号显示模块显示气体浓度值。2.如权利要求1所述基于气体红外光谱检测技术的线性化读出电路系统，其特征在于：所述浓度检测模块包括中红外光源、准直透镜、光学斩波器、气体吸收池、聚焦透镜；所述中红外光源所发出的红外光范围为3
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5μm；所述准直透镜选择波段范围为2
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5μm的平凸透镜，所述准直透镜放置于所述中红外光源之后用于准直光线；所述光学斩波器对光信号进行频率调制，用于降低背景光的干扰；所述气体吸收池提供中红外光吸收的场所，待测气体从其进气口通入，在吸收了中红外光之后从其出气口流出；所述聚焦透镜波段范围为2
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5μm的平凸透镜，其放置于所述红外探测器之前用于汇聚红外光线，以提升探测器的输出信噪比。3.如权利要求2所述基于气体红外光谱检测技术的线性化读出电路系统，其特征在于：所述中红外光源选用黑体光源、中红外激光器或中红外LED灯。4.如权利要求2所述基于气体红外光谱检测技术的线性化读出电路系统，其特征在于：所述准直透镜选用氟化钙平凸透镜、氟化镁平凸透镜、氟化钡平凸透镜或硒化锌平凸透镜；所述聚焦透镜选用氟化钙平凸透镜、氟化镁平凸透镜、氟化钡平凸透镜或硒化锌平凸透镜。5.如权利要求1所述基于气体红外光谱检测技术的线性化读出电路系统，其特征在于：所述光电转换模块包括带通滤光片和红外探...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟达，吴海涛，李庆，贺婷，
申请(专利权)人：国科大杭州高等研究院，
类型：发明
国别省市：