[发明专利]基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置

说明书

基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置，属于激光探测技术领域，为解决现有的红外光谱酒精浓度测量装置测量精度低的问题，该装置包括泵浦激光器、掺铒光纤放大器、光纤隔离器、第一光纤环行器、掺铥光纤、光子晶体光纤、光纤耦合器、第一准直器、试纸、第二准直器、反射光栅、探测器、数据采集处理模块、检测探测器、报警装置、第二光纤环行器、开关、第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅；该装置采用双波长测量，可以消除其它除波长以外的因素带来的影响，提高测量精度；该装置应用全光纤器件产生1.7μm波段激光，该装置结构紧凑，稳定性强；设备可以集成化为小型，方便携带，应用广泛。

技术领域

本发明涉及一种基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置，属于激光探测技术领域。

背景技术

酒后驾驶已成为道路交通致死的主要原因，每年给人类经济社会带来严重的经济损失和大量的人员伤亡。酒精气体浓度检测对于道路监管部门在道路执法中捕获醉酒司机，提高道路执法效率以及监控进入禁酒场所的人员饮酒情况具有重大意义。目前，酒精检测方法主要包括血液化验法(血检)、呼气检测法(气检)、酒精试纸检测法以及红外检测法，交警执法时对驾驶者进行酒精呼气检测，但是由于呼气检测的不精确性，很多时候还需要交警将驾驶员带去医疗机构进行血液酒精检测，这严重影响了道路交通执法的效率。而且很多驾驶者会以用嘴呼气不卫生为理由来拒绝进行呼气酒精检测。为了解决这个问题，急需研制一种测量精度高的便于携带的血液酒精浓度检测装置。

如图1所示，水分子红外吸收光谱图中可以看出，中红外波段(2μm-30μm) 水分子吸收较大，而且其光谱重叠严重且存在干扰的频段。而近红外光谱分析技术由于具有快速、无损、简便等优势可以广泛用于各种酒类、医用或者工业中酒精浓度的测量。

中国专利公开号为“CN 108519350A”，专利名称为“红外光谱酒精浓度测量装置”，其所用激光波长主要集中在中红外3μm附近，由于在该波段水分子吸收的干扰，致使该装置测量精度较低。

如图2所示的酒精吸收谱，在乙醇近红外吸收谱中，可以看出近红外频段 1.7μm波段附近的光在酒精中有较大的吸收损耗，可以有效提高测量精确度。

随着1.7μm波段激光器的研究，由于1.7μm波段的特殊性质，1.7μm波段光源已在生物成像、激光手术、激光加工成型及中红外激光光源等领域得到广泛应用。如图1所示，1.7μm波段为两个水吸收峰(1.45μm和1.8μm)之间的低谷，水在此波段的吸收率较低，可以有效避免液体中水的吸收损耗。同时， 1.7μm处于酒精吸收峰最高值附近，对酒精有明显的吸收损耗，可以根据1.7μm 波段的这个特性来研制精度高的血液酒精测量装置。

发明内容

本发明为解决现有的红外光谱酒精浓度测量装置测量精度低的问题，提出了一种基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置，该装置采用双波长测量，可以消除其它除波长以外的因素带来的影响，提高测量精度，适合全光纤、稳定性好、便于携带。

本发明采取以下技术方案：

基于1.7μm波段双波长激光光源的血液酒精测试装置，其特征是，其包括泵浦激光器、掺铒光纤放大器、光纤隔离器、第一光纤环行器、掺铥光纤、光子晶体光纤、光纤耦合器、第一准直器、试纸、第二准直器、反射光栅、探测器、数据采集处理模块、检测探测器、报警装置、第二光纤环行器、开关、第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅；