[实用新型]基于TDLAS技术的开放式光程气体浓度检测装置

说明书

本实用新型涉及气体检测装置技术领域，尤其涉及一种基于TDLAS技术的开放式光程气体浓度检测装置，包括激光器控制系统、激光器、准直器、反射系统、光电探测器、数据处理系统和显示系统；所述激光器控制系统包括电流控制电路、温度控制电路；激光器的尾纤连接所述准直器，将激光束发射到开放性光程的大气中，反射系统用于将激光器发射的激光束进行反射，再次穿过开放性光程的大气，汇聚到光电探测器上；光电探测器用于采集经反射系统反射回的激光信号并将之转化为电信号；数据处理系统对数字信号进行最后处理；显示系统用于显示气体的浓度。本实用新型采用开放式光程进行测量，避免了气体采样过程中的误差和复杂操作，更加便捷、高效，适用范围广。

技术领域

本实用新型涉及气体检测装置技术领域，尤其涉及一种基于TDLAS技术的开放式光程气体浓度检测装置。

背景技术

TDLAS技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy的简称)又叫可调谐二极管激光吸收光谱技术。该技术主要是利用可调谐半导体激光器的窄线宽和波长随注入电流改变的特性获得气体分子的单根吸收谱线，从而计算被测气体的浓度。

在目前市场上，已有相关技术人员将TDLAS技术运用于气体检测方面，但采用的均是激光通过固定光程池对气体进行分析，这种方式不能实时的进行检测，在某些具体实际操作条件下，取样工作异常困难，使检测变得复杂。

实用新型内容

本实用新型的主要目的就是针对上述问题，提供一种基于TDLAS技术的开放式光程气体浓度检测装置与方法。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：一种基于TDLAS技术的开放式光程气体浓度检测装置，其特征在于：包括激光器控制系统、激光器、准直器、反射系统、光电探测器、数据处理系统和显示系统；

所述激光器控制系统包括电流控制电路、温度控制电路；

其中，电流控制电路用于控制激光器的注入电流，温度控制电路用于控制激光器的驱动温度；

所述激光器的尾纤连接所述准直器，将激光束发射到开放性光程的大气中，

反射系统用于将激光器发射的激光束进行反射，再次穿过开放性光程的大气，汇聚到光电探测器上；

光电探测器用于采集经反射系统反射回的激光信号并将之转化为电信号；

数据处理系统包括前置放大电路、锁相放大电路、A/D转换电路和计算机；

其中，前置放大电路用于将光电探测器输出的电信号进行放大，锁相放大电路用于解调出放大后的电信号的二次谐波分量，A/D转换电路用于将模拟电信号转化为计算机能够处理的数字电信号，计算机将对数字信号进行最后处理；

显示系统用于显示气体的浓度。

优选地，所述反射系统采用面阵角反射器，采用镀金保护膜，使得其在650nm 到远红外范围内的反射率高达98％。

优选地，所述激光器控制系统选用ILX Lightwave公司的LDC-3724C。

优选地，所述激光器使用DFB激光器。

优选地，所述光电探测器为扩展型放大InGaAs探测器。

一种基于TDLAS技术的开放式光程气体浓度检测方法，包括以下步骤：

1)明确待测气体，确定测量激光的中心波长；

2)利用激光器控制电路驱动激光器产生波长为测量波长的入射激光；

3)利用准直器将入射激光准直，将准直后的出射激光经过气体吸收后射向反射系统；