[发明专利]一种光谱仪精确测量硫化氢气体浓度的方法

说明书

本发明涉及一种双波长窄脉宽精确测量硫化氢气体浓度的方法，包括如下步骤：一束泵浦光入射至第一谐振腔，形成第一检测激光；另一束泵浦光入射至第二谐振腔，形成第二检测激光；第一、第二检测激光直接传输到样品池(22)，在所述样品池(22)内多次反射后，从所述样品池(22)的光出射口(23)射出，经可调会聚透镜(24)会聚到吸收光谱仪(25)中，所述光谱仪(25)把接收的光信号转化为电信号传递给计算机(26)，计算机(26)通过分析计算第一检测激光的测量值N₁和第二检测激光的测量值N₂，获得精确的气体浓度值N。本发明通过采用双波长进行测量，相互作为参考标准进行脉宽校对，获得了精确的测量结果，满足了高精度下硫化氢气体的检测。

技术领域

本发明涉及一种硫化氢气体浓度的检测方法，特别是一种双波长窄脉宽精确测量硫化氢气体浓度的方法。

背景技术

工业和商业通常需要对一定空间内的有害气体进行精确测量，以确保这一空间范围内的安全性。目前，需要防止的有害气体包括SO₂、H₂S、CO等。所诉的有害气体是否满足特定纯度界限和/或这些气体的排放是否符合环境规定。诸如过程控制、排放和环境监控、安全性以及空气调节之类的典型应用需要精确的浓度测量。

波长调制光谱是一种增强气体测量的灵敏度的方式，在测量较小浓度时尤其重要。通常采用测量入射光和出射光的光谱强度，计算出被测气体的浓度。但现有的测量方法精度不高，对于一些要求不高的情况尚可接受，但是对于一些对精度要求较高的环境，现有的测量方法往往不能精确测量出该空间的有害气体浓度，因此，开发一种精确测量的系统方法十分有必要。

发明内容

本发明为了解决现有硫化氢气体浓度测量不精确的技术问题。提出了一种双波长窄脉宽精确测量硫化氢气体浓度的方法，包括如下步骤：

谱线宽度为0.1nm的光纤激光器1输出1064nm线偏振激光，经1064nm半反半透镜2分成两束泵浦光；

一束泵浦光入射至第一谐振腔，所述第一谐振腔包括第一反射镜4、第二反射镜9、第三反射镜3和第四反射镜10，入射光经第一反射镜4传输给第一晶体8；通过调节温度控制器使所述第一晶体8产生2636nm闲频光、1784nm信号光；所述2636nm闲频光、1784nm信号光和1064nm泵浦光在所述第一谐振腔振荡；所述第一谐振腔内还包括第一光隔离器5、第一1/2波片6、第一法布里-珀罗标准具7，所述第一光隔离器5控制光的传输方向，所述第一1/2波片6控制泵浦光1064nm激光的偏振方向，所述第一法布里-珀罗标准具7控制2636nm闲频光的谱线宽度为0.0001nm，所述2636nm闲频光从第二反射镜9射出，形成第一检测激光；

所述第一检测激光直接传输到样品池22的第一入射口11，在所述样品池22内多次反射后，从所述样品池22的光出射口23射出，经可调会聚透镜24会聚到吸收光谱仪25中，所述光谱仪25把接收的光信号转化为电信号传递给计算机26，利用如下公式对H2S气体浓度进行计算获得H₂S气体浓度N₁，

公式中σ₁为待测H₂S气体在波长为3980nm激光下的吸收截面，A(λ₁)为第一干扰因子，B(L₁)为第二干扰因子,I₀(λ₁)为入射光强，I(λ₁)为出射光强，L₁为激光在样品池中的光程；