[发明专利]校准激光波长的方法及装置、气体浓度分析仪

权利要求书

1.一种用于校准气体浓度分析仪中的激光的波长的方法，其特征在于，所述气体浓度分析仪包括光源、光源驱动电路、吸收池、参考池、探测器以及信号处理电路，

其中所述光源被配置为根据来自所述光源驱动电路的驱动信号来发射激光，所述驱动信号为锯齿波叠加正弦调制的信号；

所述吸收池被配置为容纳待测气体；

所述参考池被配置为容纳已知浓度的参考气体，所述参考气体与所述待测气体的成分相同；

所述探测器被配置为接收且将穿过所述吸收池和所述参考池的所述激光转换为代表所述激光的强度的电信号；以及

所述信号处理电路被配置为接收所述探测器输出的电信号，并且基于所述电信号得到二次谐波光谱；

所述方法包括：

在第一时段，将所述光源驱动电路的所述驱动信号设置为第一驱动信号，以使得所述光源发射校准激光，所述探测器输出代表穿过吸收池和参考池的校准激光的强度的第一电信号，并且所述信号处理电路基于所述第一电信号得到第一二次谐波光谱，并基于第一二次谐波光谱得到波长偏差；

在第二时段，将所述光源驱动电路的所述驱动信号设置为第二驱动信号，以使得所述光源发射测量激光，所述探测器输出代表穿过吸收池和参考池的测量激光的强度的第二电信号，并且所述信号处理电路基于所述第二电信号得到第二二次谐波光谱，并根据第二二次谐波光谱得到待测气体的浓度；以及

在第一时段和/或第二时段调节所述参考池的一个或多个气体参数以改变参考气体的吸收谱线的半高全宽，从而提高参考气体的二次谐波光谱与待测气体的二次谐波光谱的区分度；

其中所述第一驱动信号的正弦频率调制幅度为第一幅度，所述第二驱动信号的正弦频率调制幅度为第二幅度并且所述第二驱动信号是基于第一时段得到的波长偏差而被校准的，第一幅度与第二幅度不同，并且第一幅度与第二幅度是基于参考气体和待测气体的吸收谱线的半高全宽而设置的，所述第一幅度被设置为使得第一二次谐波光谱中对应于参考气体的吸收峰值强度为对应于待测气体的吸收峰值强度的5倍或更大，和/或所述第二幅度被设置为使得第二二次谐波光谱中对应于待测气体的吸收峰值强度为对应于参考气体的吸收峰值强度的5倍或更大。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述待测气体包括氨气，所述二次谐波光谱至少覆盖在9.04μm到9.09μm或8.889μm到8.936μm的范围内的波长，和/或

所述待测气体包括一氧化氮，所述二次谐波光谱至少覆盖在5.14μm到5.19μm的范围内的波长。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光源包括连续波中红外量子级联激光器。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一幅度被设置为最优化第一二次谐波光谱中对应于参考气体的吸收峰值强度，和/或

所述第二幅度被设置为最优化第二二次谐波光谱中对应于待测气体的吸收峰值强度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气体参数包括吸收池和参考池的压强或温度、参考气体的浓度、和/或参考池中的参考气体与环境气体的混合比例。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，吸收池的压强为大气压，参考池的压强小于大气压。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述待测气体为经过脱硝处理而排放的烟气中的氨气，所述参考池容纳的是混合的已知浓度的氨气和氮气。