一种激光检气装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种激光检气装置，包括：激光器、分光元件、具有双参比气体浓度的第一校准气室以及第二校准气室；激光器发出的激光束经分光元件分光后分别入射到第一校准气室以及第二校准气室，通过双参比气体浓度的第一校准气室以及第二校准气室对待测气体浓度进行校准。本发明专利技术给出了一种双参比气体浓度的探测校准气室装置，此装置具有双参比气体浓度的校准气室，优于单一气体浓度的参比气室，可对待测气体浓度进行校准，大幅度地提升了TDLAS激光检气的准确性，对减小误差具有明显的效果。同时包含光电探测器和光电探测电路，提升了系统的易用性。的易用性。的易用性。

【技术实现步骤摘要】
一种激光检气装置


[0001]本专利技术涉及激光光谱
，具体涉及一种激光检气装置。

技术介绍

[0002]随着技术的发展和人们安全意识的提升，对气体检测的精度和全面性要求越来越高。近年来，运用可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)的气体检测方法已经逐渐成为检测气体的重要方法。其基本原理为：特定波长的激光经过待测气体被特征吸收，导致光强衰减，由比尔
‑
朗伯定律可知，激光能量吸收程度与气体浓度相关，从而反演出待测气体浓度。TDLAS气体检测技术具有选择性好、灵敏度高、检测速度快、使用寿命长等优点。
[0003]运用TDLAS技术进行激光检气，通常将待测气体注入待测气室中，为使反演出的待测气体浓度准确，往往加入与待测气室材质结构相同的参比气室对测量值进行校准。针对以往TDLAS气体检测参比气室的单一性，本文专利技术了一种双参比气体浓度的探测校准气室模组，此气室模组中具有两种不同浓度的标定气体，对反演气体模型具有更好的参考作用，同时包含光电探测器与光电检测及通讯电路，可对接收的光信号有效分析，对整个系统进行测量校准，提高TDLAS检气的准确性，有效的减小测量误差。
[0004]目前，TDLAS气体检测参比气室只具有一种浓度的标定气体，十分单一，校准效果不好，且外置光电检测及通讯电路，每次使用都需重新调试，使用过程复杂且检气精度不高。

技术实现思路

[0005]为了克服已有得技术问题，提高TDLAS激光检测气体浓度的精确度，本专利技术研制了一种双参比气体浓度的探测校准气室装置。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：
[0007]本专利技术提供一种激光检气装置，包括：激光器、分光元件、具有双参比气体浓度的第一校准气室以及第二校准气室；激光器发出的激光束经分光元件分光后分别入射到第一校准气室以及第二校准气室，通过双参比气体浓度的第一校准气室以及第二校准气室对待测气体浓度进行校准。
[0008]优选地，分光元件为半反半透镜。
[0009]优选地，半反半透镜倾斜45
゜
角设置在激光器和第一校准气室之间；半反半透镜的分光比为1:1。
[0010]优选地，半反半透镜正下方设置一面平面镜，平面镜与半反半透镜平行设置。
[0011]优选地，半反半透镜将激光分为透射光和反射光，透射光透过半反半透镜进入第一校准气室；反射光经平面镜反射后平行于透射光，进入第二校准气室。
[0012]优选地，第一校准气室和第二校准气室的激光入射口和激光出射口出均设置有准直器。
[0013]优选地，还包括第一光电探测器、第二光电探测器以及光电检测及通讯电路；第一
校准气室以及第二校准气室准直后的出射光分别由第一光电探测器和第二光电探测器接收，转换成光电信号后传输至光电检测及通讯电路。
[0014]优选地，第一校准气室以及第二校准气室外形为立方体；第一校准气室和第二校准气室平行于透射光的四个表面均设置有半导体制冷片；在第一校准气室和第二校准气室的两个侧面靠近底部的位置均安装有温度传感器。
[0015]优选地，还包括用于维持供电以及与外界进行通讯的电源及RS485接口。
[0016]优选地，还包括包裹在激光检气装置外围的金属外壳，在金属外壳的四个底脚分别放置四个底座，使其不与放置面接触。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]本专利技术给出了一种双参比气体浓度的探测校准气室装置，此装置具有双参比气体浓度的校准气室，优于单一气体浓度的参比气室，可对待测气体浓度进行校准，大幅度地提升了TDLAS激光检气的准确性，对减小误差具有明显的效果。同时包含光电探测器和光电探测电路，提升了系统的易用性。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的一种激光检气装置的设计框图；
[0020]图2是本专利技术的一种激光检气装置的内部结构主视图；
[0021]图3是本专利技术的一种激光检气装置的校准气室结构图。
[0022]激光器1、分光元件2、第一校准气室3、激光入射口31、第一光电探测器32、温度传感器33、电气接口34、半导体制冷片35、激光出射口36、平面镜4、第二校准气室5、第二光电探测器51、准直器6、光电检测及通讯电路7、电源及RS485接口8、金属外壳9、底座10。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0024]下面将对本专利技术提供的一种驱动信号发生装置进行详细说明。
[0025]本专利技术提供一种激光检气装置，包括：激光器、分光元件、具有双参比气体浓度的第一校准气室以及第二校准气室；激光器发出的激光束经分光元件分光后分别入射到第一校准气室以及第二校准气室，通过双参比气体浓度的第一校准气室以及第二校准气室对待测气体浓度进行校准。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，分光元件为半反半透镜。
[0027]在校准气室中的标定气体对光强进行选频吸收，导致光强产生衰减，光电探测器将探测到的光信号发送给光电检测及通讯电路进行处理，根据郎伯比尔定律：
[0028]I
v
＝I
(v,0)
exp[
‑
S(T)g(v
‑
v'0)PρL][0029]已知I
(v,0)
为激光通过吸收气体前的光强，I
v
为激光通过待测气体后的光强，又已知标定气体的浓度。本专利技术提供的双参比气体浓度的校准气室区别于单一校准气室的校准装置，通过两个不同浓度的校准气室对待测气体浓度的测量值进行校准，使TDLAS激光检气系统的测量结果更加精确，减小误差。
[0030]图1是本专利技术的一种激光检气装置的设计框图。
[0031]如图1所示，激光经过分光元件2完成分光，两束光分别进入两个不同浓度的第一校准气室3以及第二校准气室5，再分别由第一光电探测器32以及第二光电探测器51将探测到的微弱信号交给光电检测及通讯电路7进行处理。本专利技术提供的双参比气体浓度的探测校准气室装置可对TDLAS激光检气的测量值进行校准，提高测量精确度减小误差。
[0032]图2是本专利技术的一种激光检气装置的内部结构主视图。
[0033]如图2所示，该激光检气装置留有一个光入射口，激光器1发出的激光束经过半反半透镜完成分光，本专利技术的一个实施例中，采用分光比1：1的半反半透镜，即：50％光线反射，50％光线透射；然后得到一束反射光和一束透射光。
[0034]本专利技术的一个实施例中，在半反半透镜正下方设置一面平面镜4，平面镜4与半反半透镜平行设置。反射光经与水平面呈45
°
角放置的平面镜4反射后与透射光平行。
[0035]两条光线分别进入两个具有不同浓度标定气体的校准气室，如图2所示，第一校准气室3的标定气体浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光检气装置，其特征在于，包括：激光器(1)、分光元件(2)、具有双参比气体浓度的第一校准气室(3)以及第二校准气室(5)；所述激光器(1)发出的激光经所述分光元件(2)分光后分别入射到所述第一校准气室(3)以及所述第二校准气室(5)，通过双参比气体浓度的所述第一校准气室(3)以及所述第二校准气室(5)对待测气体浓度进行校准。2.根据权利要求1所述的激光检气装置，其特征在于，所述分光元件(2)为半反半透镜。3.根据权利要求2所述的激光检气装置，其特征在于，所述半反半透镜倾斜45
゜
角设置在所述激光器(1)和所述第一校准气室(3)之间；所述半反半透镜的分光比为1:1。4.根据权利要求3所述的激光检气装置，其特征在于，所述半反半透镜正下方设置一面平面镜(4)，所述平面镜(4)与所述半反半透镜平行设置。5.根据权利要求4所述的激光检气装置，其特征在于，所述半反半透镜将激光分为透射光和反射光，所述透射光透过所述半反半透镜进入所述第一校准气室(3)；所述反射光经所述平面镜(4)反射后平行于所述透射光，进入所述第二校准气室(5)。6.根据权利要求5所述的激光检气装置，其特征在于，所述第一校准气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彪，黄硕，戴童欣，连厚泉，李奥奇，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：