[实用新型]一种激光气体分析仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光气体检测领域，尤其涉及一种激光气体分析仪。 

背景技术

激光光谱学是自激光技术出现以来，在传统光谱学基础上发展起来的一门新兴学科。由于激光所具有的特性是：谱线宽度极窄及相干性优良、光谱功率密度极高、波长可调谐，并且可对频率与幅度进行调制等等。激光的这些特性使得光谱学发生了一系列革命性变革。与传统吸收光谱相比，激光吸收光谱技术的分辨率和灵敏度可大大高于传统的光谱方法。对于某种污染物只要选择合适的光谱波段，可以实现ppm量级的精度；从结构方面，可以采用直接测量方式，测量结果反映一个区域的浓度平均水平，结果更具有代表性。 

目前利用0.75μm-2.5μm近红外波长范围内的激光二极管可以用于检测的气体组分包括CO、CH4、CO₂、O2、H₂O、HF、H₂S等大量常见的种类，还包括OH等燃烧中非常重要的非稳定物质。在近红外波段，部分气体的特征谱线强度较强，可以在现场在线测量中实现ppm量级甚至更低浓度的检测，如利用在1.53μm处的吸收谱线对于NH₃的检测，在1.65μm处对于CH₄浓度的检测，在2.3μm处对于CO以及在2μm处对于CO₂的测量等等。 

现在市场上出现的激光气体分析仪采用原位式安装的，一台激光气体分析仪仪器只能在线监测一处的数据，这类仪器也未考虑的在线标定和校准的问题，测量的准确性没有保障。 

公开号为CN101403692A的“一种激光气体分析仪及标定方法”，介绍了一种光路密封，操作过程简单的激光气体分析仪及标定方法。但是上述专利文件描述的激光气体分析仪只能采用抽取法对待测气体进行分析测量。实际生产过 程中，直接抽取法是用抽气泵连续抽取烟气经伴热传送(120℃-150℃)至地面控制柜，经过除尘、除水后，送至气体分析仪进行分析。对于NH₃、HCL等水溶性极强的气体，在预处理过程中会造成成分损失，形成较大的测量误差，有些工况下甚至测不出来，无法使用。另外采用抽取法对待测气体进行分析测量往往整体结构复杂、维护量大。 

如果将公开号为CN101403692A的“一种激光气体分析仪及标定方法”照搬到原位对穿式的测量方法上，必将面临光强度不足，不能满足测量实际需要的问题，但是采用原位对穿式激光气体测量法可以实时监控在线数据是其他测试方法无法取代的优点，因此开发一种可使用原位对穿式进行测量，测量精度高，可实现“一机多点”监测激光气体分析仪十分必要。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光气体分析仪，可使用原位对穿式进行测量，测量精度高，实现“一机多点”监测。 

本实用新型是通过以下技术方案实现的： 

一种激光气体分析仪，包括：用于产生近红外光束的激光器模块，所述的激光器模块包括激光器、激光器驱动电路以及激光器温控调节电路，可将激光器产生的光束进行分光成2～9束的分光耦合器，参比池光信号发射端，参比池，包含光电转换模块的参比池信号接收端，1～8个的光纤连接器插口，1～8个气体检测电信号插口，用于收集参比池信号接收端和气体检测电信号插口传输出电信号的电信号集成电路板，包含滤波及锁相放大电路和4～20mA电流环的中央控制系统模块，人机交互模块，数字输出模块，用于向激光器模块、中央控制系统模块、参比池信号接收端、人机交互模块、电信号集成电路板供电的电源，分析仪机箱；激光器模块与分光耦合器之间，分光耦合器分别与参比池光信号 发射端、光纤连接器插口之间通过光纤连接，电信号集成电路板分别与参比池信号接收端、气体检测电信号插口通过同轴电缆连接，中央控制系统模块分别与电信号集成电路板之间、人机交互模块、数字输出模块、激光器模块通过信号线连接，电源分别与激光器模块、中央控制系统模块、参比池信号接收端、人机交互模块、电信号集成电路板通过电源线连接。 

所述的激光器模块、分光耦合器、参比池光信号发射端、参比池和包含光电转换模块的参比池信号接收端固定在一个支架上，支架再固定到分析仪机箱底部，中央控制系统模块、电源、人机交互模块、数字输出模块、电信号集成电路板、光纤连接器插口、气体检测电信号插口固定在分析仪机箱的侧面。 

所述的参比池设置成透明圆筒状，圆筒直径2～5cm，长度15～25cm，密封有已知浓度的气体，两个端面与轴线向方向设置有一定的角度，用于减少光束反射干扰。