[发明专利]一种基于多束光源离轴积分腔输出光谱技术的氨逃逸分析仪及分析方法

权利要求书

1.一种基于多束光源离轴积分腔输出光谱技术的氨逃逸分析仪，包括激光发生模块、光学分光模块、双光路吸收模块和光电信号处理模块，其特征在于：所述激光发生模块包括二极管激光发生器(1)和光频隔离器(2)，所述光频隔离器(2)安装在二极管激光发生器(1)的出光口，所述光学分光模块包括一个分光镜(3)、两个光纤分束器(4)、两个波长计(5)和两个光准直器(6)，所述分光镜(3)包括一个射入端和两个射出端，所述分光镜(3)的射入端与光频隔离器(2)的射出端相对应，所述分光镜(3)的两个射出端分别与两个光纤分束器(4)相对应，每个所述光纤分束器(4)均包括两个射出端，所述光纤分束器(4)的其中一个射出端与一个所述波长计(5)相对应，另一个射出端与一个所述光准直器(6)相对应，所述双光路吸收模块包括与光准直器(6)的射出端相对应的第一光学谐振腔(7)和第二光学谐振腔(8)，所述第一光学谐振腔(7)的进气口与测试气体取样器(9)相连通，所述第二光学谐振腔(8)的进气口与普通气体取样器(10)相连通，所述第一光学谐振腔(7)和第二光学谐振腔(8)的出气口均固定连通有抽气泵(11)，所述光电信号处理模块包括聚焦透镜(12)、光电探测器(13)和控制器(14)，所述聚焦透镜(12)和光电探测器(13)的数量均为两个，两个所述聚焦透镜(12)分别设置在第一光学谐振腔(7)和第二光学谐振腔(8)的射出端，所述光电探测器(13)设置在聚焦透镜(12)远离双光路吸收模块的一侧，所述光电探测器(13)的输出端与控制器(14)的输入端信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于多束光源离轴积分腔输出光谱技术的氨逃逸分析仪，其特征在于：所述第一光学谐振腔(7)和测试气体取样器(9)之间依次设置有第一流量计(15)和第一压强控制器(16)，所述第二光学谐振腔(8)和普通气体取样器(10)之间依次设置有第二流量计(17)和第二压强控制器(18)。

3.根据权利要求1所述的一种基于多束光源离轴积分腔输出光谱技术的氨逃逸分析仪，其特征在于：所述二极管激光发生器(1)的输入端固定连接有激光控制仪(19)。

4.根据权利要求2所述的一种基于多束光源离轴积分腔输出光谱技术的氨逃逸分析仪的，其特征在于：所述第一光学谐振腔(7)和抽气泵(11)之间固定连通有第三流量计(20)，所述第二光学谐振腔(8)和抽气泵(11)之间固定连通有第四流量计(21)。

5.根据权利要求2所述的一种基于多束光源离轴积分腔输出光谱技术的氨逃逸分析仪的，其特征在于：所述第一流量计(15)的量程是20000sccm，所述第二流量计(17)的量程为1000sccm。

6.根据权利要求1所述的一种基于多束光源离轴积分腔输出光谱技术的氨逃逸分析仪的，其特征在于：所述聚焦透镜(12)的焦距为50.8mm。

7.一种基于多束光源离轴积分腔输出光谱技术的氨逃逸分析仪的分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：测试气体取样器(9)在采样区域的核心区进行取样，并通过第一压强控制器(16)和第一流量计(15)输入至第一光学谐振腔(7)中；普通气体取样器(10)采集普通空气，并通过第二压强控制器(18)和第二流量计(17)输入至第二光学谐振腔(8)中；

S2：通过激光控制仪(19)控制二极管激光发生器(1)所发射的激光的波形，并通过光频隔离器(2)对激光进行处理后射入分光镜(3)，光束由分光镜(3)均分为两束并分别射入两个光线分束器(4)，通过光纤分束器(4)将光束的20％射至波长计(5)，另外80％经过光准直器(6)后射入第一光学谐振腔(7)和第二光学谐振腔(8)；

S3：第一光学谐振腔(7)和第二光学谐振腔(8)中的光束经过测试气体和普通气体的吸收后，经过聚光透镜(12)射至光电探测器(13)上，并由光电探测器(13)将光信号转化为电信号，并将电信号输入至控制器(14)；

S4：通过控制器(14)对输入的电信号进行分析，比对两种电信号，并判断是否重新调制波形，如果需要，则返回步骤S1，如果不需要，则执行步骤S5；

S5：根据朗伯-比尔定律计算NH3浓度。