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基于激光回馈效应的气体检测系统技术方案

技术编号:40868894 阅读:4 留言:0更新日期:2024-04-08 16:35
本发明专利技术提供基于激光回馈效应的气体检测系统,涉及气体检测技术领域,其包括以下内容:测量光由激光器1射出,依次通过分光镜、声光调制器、衰减器和气室后照射到反射镜2返回,测量光被反射并沿原光路返回,最后回到激光器腔内形成回馈干涉。本发明专利技术利用激光回馈效应的原理来实现对危险气体的检测,只需要分析光的相变就可以获得气体浓度,因此对探测器的要求不高,不需要高精度的探测器,能够降低成本,还具有灵敏度高,检测能力强的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气体检测,具体为基于激光回馈效应的气体检测系统


技术介绍

1、目前研究中的气体传感器大都采用可调谐光谱吸收技术来对气体的浓度进行检测,由于这种技术可以做到在混合气体中检测某种特定的气体的浓度而受学者青睐,但是采用可谐调光谱吸收技术的气体检测系统存在以下几个问题:

2、1、结构复杂:采用可谐调光谱吸收技术的气体检测系统在检测气体浓度时,要求激光必须进行准直,从而需要采用准直器件对激光器发出的激光进行准直,从而使系统的结构更加复杂占用空间更大。

3、2、成本较高:采用可谐调光谱吸收技术气体检测系统是依据激光器发出激光的窄线宽波长随注入电流改变特性,激光通过气室,当激光频率与被测气体迁移频率发生共振时,入射激光的能量会被吸收,这个激光强度的变化被探测器接收,通过后续处理,实现对分子的单个吸收线进行测量。由于探测器需要检测到激光强度的微弱变化,这对探测器要求极高,而能满足这种要求的探测器价格往往较贵,从而导致采用可谐调光谱吸收技术气体检测系统的成本较高。

4、3、检测能力受限:采用可谐调光谱吸收气体检测系统要检测不同气体的浓度,需要对激光器进行调频,从而使发射的激光频率改变。就目前的激光器发展来看,某种特定的激光器频率调制范围极其有限,从而导致可谐调光谱吸收气体检测系统的检测能力有限。

5、4、灵敏度受限:采用可谐调光谱吸收技术气体检测系统通过对微弱的激光强度变化分析得到气体浓度,但是这对探测器要求极高,由于精度高的探测器价格较贵。考虑经济因素,采用精度低的探测器会使可谐调光谱吸收气体检测系统的灵敏度低。


技术实现思路

1、为了弥补以上不足,本专利技术提供了一种克服上述技术问题或至少部分地解决上述问题的基于激光回馈效应的气体检测系统。

2、本专利技术是这样实现的:

3、本专利技术提供基于激光回馈效应的气体检测系统,包括以下内容:

4、测量光由激光器1射出,依次通过分光镜、声光调制器、衰减器和气室后照射到反射镜2返回,测量光被反射并沿原光路返回,最后回到激光器腔内形成回馈干涉;

5、参考光由激光器2射出,依次通过分光镜、声光调制器和衰减器照射到反射镜1上,参考光被反射后也沿原光路反射,最后回到激光器2腔内形成回馈干涉。

6、优选的,所述气室包括气室体,所述气室体的两端均通过螺栓连接有端盖,所述气室体的侧壁处设置有互呈180度分布的进气口塞和出气口塞。

7、优选的,两个所述端盖上均设置有两个分布端盖中心两侧的安装孔且在对应的安装孔内分别设置有全透镜和全反镜,两个所述端盖对应的两个所述安装孔分别两两同轴线设置,两个所述端盖对应的全透镜和全反镜的位置相对。

8、优选的,在所述气室进行浓度检测前,先通过密度小于检测气体并相互之间不反应的预充气体从打开进气口塞后的位置通入到气室体内将气室体内原有的气体从打开出气口塞的位置带出,之后再通入检测气体,并通过静置时效使气室体内的检测气体稳定下来。

9、本专利技术提供了基于激光回馈效应的气体检测系统。具备以下有益效果:

10、本专利技术中,利用激光回馈效应的原理来实现对危险气体的检测,只需要分析光的相变就可以获得气体浓度,因此对探测器的要求不高,不需要高精度的探测器,能够降低成本,还具有灵敏度高,检测能力强的优点。

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【技术保护点】

1.基于激光回馈效应的气体检测系统,其特征在于,包括以下内容:

2.根据权利要求1所述的基于激光回馈效应的气体检测系统,其特征在于:所述气室包括气室体(101),所述气室体(101)的两端均通过螺栓连接有端盖(103),所述气室体(101)的侧壁处设置有互呈180度分布的进气口塞(102)和出气口塞(105)。

3.根据权利要求2所述的基于激光回馈效应的气体检测系统,其特征在于:两个所述端盖(103)上均设置有两个分布端盖(103)中心两侧的安装孔且在对应的安装孔内分别设置有全透镜(104)和全反镜(106),两个所述端盖(103)对应的两个所述安装孔分别两两同轴线设置,两个所述端盖(103)对应的全透镜(104)和全反镜(106)的位置相对。

4.根据权利要求3所述的基于激光回馈效应的气体检测系统,其特征在于:在所述气室进行浓度检测前,先通过密度小于检测气体并相互之间不反应的预充气体从打开进气口塞(102)后的位置通入到气室体(101)内将气室体(101)内原有的气体从打开出气口塞(105)的位置带出,之后再通入检测气体,并通过静置时效使气室体(101)内的检测气体稳定下来。

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【技术特征摘要】

1.基于激光回馈效应的气体检测系统,其特征在于,包括以下内容:

2.根据权利要求1所述的基于激光回馈效应的气体检测系统,其特征在于:所述气室包括气室体(101),所述气室体(101)的两端均通过螺栓连接有端盖(103),所述气室体(101)的侧壁处设置有互呈180度分布的进气口塞(102)和出气口塞(105)。

3.根据权利要求2所述的基于激光回馈效应的气体检测系统,其特征在于:两个所述端盖(103)上均设置有两个分布端盖(103)中心两侧的安装孔且在对应的安装孔内分别设置有全透镜(1...

【专利技术属性】
技术研发人员:任佳龙吴鹏刘伟
申请(专利权)人:贵州大学
类型:发明
国别省市:

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