【技术实现步骤摘要】
本技术涉及气体检测，具体而言，涉及一种基于tdlas的多组份温室气体检测仪。
技术介绍
1、目前，由于半导体激光器的窄线宽以及激光器内部器件的特性，激光器波长的调谐范围也只在±1nm左右。这就导致为了对多组份温室气体进行检测，需要使用不同的激光器，或者说检测多组份温室气体就需要多个激光器。
2、现有的多组份温室气体检测方式为：利用y型光纤对两个以极短间隔交替发光的激光器发出的激光进行合束，再利用一探测器对其进行接收从而进行多组份温室气体检测。
3、然而上述检测方式存在两个问题：
4、第一：两个激光器以极短间隔(通常为毫秒级)发光，也就是说激光器是在不停的处于开和关的状态，由于激光器驱动电路的稳定是需要一定的时间，因此，激光器发出的激光波长不是很稳定，进一步影响测量精度。
5、第二：由于每种电子元器件都会存在个体差异，即使是标称值相同的电子元件也是会存在差异。这就导致利用同一个探测器对两个不同激光器驱动电路的信号进行解调和放大，必然存在信号的串扰，导致测量精度降低，甚至无法使用。
技术实现思路
1、本技术提供了一种基于tdlas的多组份温室气体检测仪，提高测量精度。具体的技术方案如下。
2、第一方面，本技术提供了一种基于tdlas的多组份温室气体检测仪，包括：至少两组气体检测系统、光转换开关、光准直器、多通吸收池、汇聚透镜、可动反射镜和分时控制系统，每组气体检测系统包括激光器驱动系统、激光器、探测器、信号解调及锁相放大系统和
3、每组气体检测系统中的激光器驱动系统与该组的激光器信号连接，该组的激光器通过光纤与所述光转换开关连接，所述光转换开关通过光纤与所述光准直器连接，所述光准直器的光束出射口对准所述多通吸收池的光束入射窗口，所述多通吸收池的光束出射窗口与所述汇聚透镜的光轴在同一直线上，所述汇聚透镜的光轴与所述可动反射镜的中心相交，每组气体检测系统的探测器设置于所述可动反射镜的光线反射范围内，每组气体检测系统的探测器与该组的信号解调及锁相放大系统信号连接，该组的信号解调及锁相放大系统与该组的信号采集系统信号连接；
4、所述光转换开关以及所述可动反射镜均与所述分时控制系统信号连接；
5、其中，所述光转换开关的不同启动条件分别与不同组气体检测系统的激光器以及所述可动反射镜的不同角度对应。
6、可选的，所述可动反射镜包括旋转电磁铁和反射镜，所述旋转电磁铁与所述反射镜固定连接，所述旋转电磁铁与所述分时控制系统信号连接。
7、可选的，所述光转换开关的不同启动条件为第一启动条件和第二启动条件；
8、所述多组份温室气体检测仪包括两组气体检测系统，第一组气体检测系统包括第一激光器驱动系统、第一激光器、第一探测器、第一信号解调及锁相放大系统和第一信号采集系统，第二组气体检测系统包括第二激光器驱动系统、第二激光器、第二探测器、第二信号解调及锁相放大系统和第二信号采集系统；
9、所述第一激光器驱动系统与所述第一激光器信号连接，所述第二激光器驱动系统与所述第二激光器信号连接，所述第一激光器以及所述第二激光器均通过光纤与所述光转换开关连接，所述第一探测器设置于第一光线反射位置，所述第二探测器设置于第二光线反射位置，所述第一探测器与所述第一信号解调及锁相放大系统信号连接，所述第二探测器与所述第二信号解调及锁相放大系统信号连接，所述第一信号解调及锁相放大系统与所述第一信号采集系统信号连接，所述第二信号解调及锁相放大系统与所述第二信号采集系统信号连接，其中，所述第一光线反射位置为所述旋转电磁铁旋转至第一预设角度时可接收到所述反射镜所反射的光线的位置，所述第二光线反射位置为所述旋转电磁铁旋转至第二预设角度时可接收到所述反射镜所反射的光线的位置；
10、所述第一启动条件分别与所述第一激光器和所述第一预设角度对应，所述第二启动条件分别与所述第二激光器和所述第二预设角度对应。
11、可选的，所述光转换开光为微电子机械系统mems光转换开关或者磁光开关。
12、可选的，当所述光转换开关为mems光转换开关时，所述mems光转换开关包括多个控制引脚、第一输入端、第二入输出端和输出端，其中，所述第一激光器通过光纤与所述第一输入端连接，所述第二激光器通过光纤与所述第二输入端连接；
13、所述分时控制系统在所述多个控制引脚中的目标控制引脚施加周期性高低电平信号。
14、可选的，所述多组份温室气体包括甲烷、二氧化碳和一氧化碳。
15、可选的，每组气体检测系统中的信号采集系统为采集卡。
16、可选的，每组气体检测系统中的激光器为分布式反馈dfb半导体蝶形激光器。
17、由上述内容可知，本技术实施例提供的基于tdlas的多组份温室气体检测仪，包括：至少两组气体检测系统、光转换开关、光准直器、多通吸收池、汇聚透镜、可动反射镜和分时控制系统，每组气体检测系统包括激光器驱动系统、激光器、探测器、信号解调及锁相放大系统和信号采集系统，多通吸收池内充有多组份温室气体；每组气体检测系统中的激光器驱动系统与该组的激光器信号连接，该组的激光器通过光纤与光转换开关连接，光转换开关通过光纤与光准直器连接，光准直器的光束出射口对准多通吸收池的光束入射窗口，多通吸收池的光束出射窗口与汇聚透镜的光轴在同一直线上，汇聚透镜的光轴与可动反射镜的中心相交，每组气体检测系统的探测器设置于可动反射镜的光线反射范围内，每组气体检测系统的探测器与该组的信号解调及锁相放大系统信号连接，该组的信号解调及锁相放大系统与该组的信号采集系统信号连接；光转换开关以及可动反射镜均与分时控制系统信号连接；其中，光转换开关的不同启动条件分别与不同组气体检测系统的激光器以及可动反射镜的不同角度对应。由于光转换开关以及可动反射镜均与分时控制系统信号连接，且光转换开关的不同启动条件分别与不同组气体检测系统的激光器以及可动反射镜的不同角度对应，因此通过分时控制系统利用光转换开关将不同激光器发出的激光耦合至光准直器并发送至多通吸收池，从而同时测量多组份温室气体的浓度，由于各激光器是一直处于开启状态的，因此发出的激光波长稳定，有效的解决了激光器频繁交替开关工作对激光波长稳定性以及激光器本身寿命的影响，提高了测量精度，同时利用不同的探测器和信号解调及锁相放大系统来对不同的激光器发出的激光进行解调和放大，解决了信号的串扰问题，更好的保证了设备的稳定性和准确性，提高了测量精度。
18、本技术实施例的创新点包括：
19、1、由于光转换开关以及可动反射镜均与分时控制系统信号连接，且光转换开关的不同启动条件分别与不同组气体检测系统的激光器以及可动反射镜的不同角度对应，因此通过分时控制系统利用光转换开关将不同激光器发出的激光耦合至光准直器并发送至多通吸收池，从而同时测量多组份温室气体的浓度，由于各激光器是一直处于开启状态的，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于TDLAS的多组份温室气体检测仪，其特征在于，包括：至少两组气体检测系统、光转换开关、光准直器、多通吸收池、汇聚透镜、可动反射镜和分时控制系统，每组气体检测系统包括激光器驱动系统、激光器、探测器、信号解调及锁相放大系统和信号采集系统，所述多通吸收池内充有多组份温室气体；
2.如权利要求1所述的多组份温室气体检测仪，其特征在于，所述可动反射镜包括旋转电磁铁和反射镜，所述旋转电磁铁与所述反射镜固定连接，所述旋转电磁铁与所述分时控制系统信号连接。
3.如权利要求2所述的多组份温室气体检测仪，其特征在于，所述光转换开关的不同启动条件为第一启动条件和第二启动条件；
4.如权利要求3所述的多组份温室气体检测仪，其特征在于，所述光转换开光为微电子机械系统MEMS光转换开关或者磁光开关。
5.如权利要求4所述的多组份温室气体检测仪，其特征在于，当所述光转换开关为MEMS光转换开关时，所述MEMS光转换开关包括多个控制引脚、第一输入端、第二输入端和输出端，其中，所述第一激光器通过光纤与所述第一输入端连接，所述第二激光器通过光纤与所述第二输
6.如权利要求1或3或5所述的多组份温室气体检测仪，其特征在于，所述多组份温室气体包括甲烷、二氧化碳和一氧化碳。
7.如权利要求1所述的多组份温室气体检测仪，其特征在于，每组气体检测系统中的信号采集系统为采集卡。
8.如权利要求1所述的多组份温室气体检测仪，其特征在于，每组气体检测系统中的激光器为分布式反馈DFB半导体蝶形激光器。
...【技术特征摘要】
1.一种基于tdlas的多组份温室气体检测仪，其特征在于，包括：至少两组气体检测系统、光转换开关、光准直器、多通吸收池、汇聚透镜、可动反射镜和分时控制系统，每组气体检测系统包括激光器驱动系统、激光器、探测器、信号解调及锁相放大系统和信号采集系统，所述多通吸收池内充有多组份温室气体；
2.如权利要求1所述的多组份温室气体检测仪，其特征在于，所述可动反射镜包括旋转电磁铁和反射镜，所述旋转电磁铁与所述反射镜固定连接，所述旋转电磁铁与所述分时控制系统信号连接。
3.如权利要求2所述的多组份温室气体检测仪，其特征在于，所述光转换开关的不同启动条件为第一启动条件和第二启动条件；
4.如权利要求3所述的多组份温室气体检测仪，其特征在于，所述光转换开光为微电子...
【专利技术属性】
技术研发人员：王先文，刘文发，王辉，石明明，
申请(专利权)人：安徽合束环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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