[实用新型]一种激光气体分析仪

说明书

本实用新型涉及一种激光气体分析仪，属于激光测量领域。该激光气体分析仪包括激光器、分光单元、待测气室、标准气室、第一光电探测器、第二光电探测器和控制模块；激光器通过分光单元分出至少第一光路和第二光路，第一光路通过待测气室连接第一光电探测器，第二光路通过标准气室连接第二光电探测器；控制模块的输入端连接各光电探测器；控制模块的输出端连接激光器。标准气室、第一光路和第一光电探测器用于实现目标气体的光吸收频率的标定；待测气室、第二光路和第二光电探测器用于根据光吸收频率的标定结果分离出光路噪声，以该信号作为零点背景对激光气体分析仪进行零点校准，为实现去除光路噪声提供了硬件结构的基础。

技术领域

本实用新型涉及一种激光气体分析仪，属于激光测量领域。

背景技术

在使用激光器对气体进行浓度等分析时，除了激光器和气室等产生的噪声外，还会存在复杂环境如温湿度变化等情况，激光从出射到与气室内气体接触带来的光路噪声，基于此需要对光路噪声进行归零校准，首先通过对标准目标气体进行检测，确定标准目标气体的光吸收频率，然后，在实际测量待测的目标气体的浓度之前使激光器产生的光频率扫过无目标气体光吸收频率的位置，得到去除后的测量结果，根据去除后的测量结果对实际测量结果进行校准，从而在实际测量时实现对光路噪声的去除。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种激光气体分析仪，为解决光路噪声的去除而提出一种硬件结构，该激光气体分析仪包括激光器、分光单元、待测气室、标准气室、第一光电探测器、第二光电探测器和控制模块；激光器通过分光单元分出至少第一光路和第二光路，第一光路通过待测气室连接第一光电探测器，第二光路通过标准气室连接第二光电探测器；控制模块的输入端连接各光电探测器，用于获取光电转换信号；控制模块的输出端连接激光器，用于控制激光器频率。

有益效果是，标准气室、第一光路和第一光电探测器用于实现目标气体的光吸收频率的标定；待测气室、第二光路和第二光电探测器用于根据光吸收频率的标定结果分离出光路噪声，以该信号作为零点背景对激光气体分析仪进行零点校准，为实现去除光路噪声提供了硬件结构的基础，通过激光气体分析仪，即使遇到复杂环境，比如说外界温度或者湿度变化时，也会得到准确的气体分析结果，同时还对光频率是否位于目标气体的光频率位置进行了明确判断。

进一步的，激光气体分析仪还包括第三光电探测器，激光器通过分光单元还分出第三光路，第三光路直接连接第三光电探测器，第三光电探测器的输出端连接控制模块。

当激光器产生的光频率覆盖目标气体吸收频率和目标气体不吸收频率的位置时，通过第二光电探测器所接受的的信号与第三光电探测器所接收的信号的差更精确的得到目标气体的光吸收频率，而且第三光电探测器所接收的信号还可以优化第一光电探测器所接收的信号，当激光器产生的光频率扫过无待测气室的目标气体光吸收频率的位置时，通过优化后的第一光电探测器所接收的信号可以得到更加精确的零点背景。

进一步的，控制模块包括交直流分离电路和处理器，交直流分离电路的信号输入端连接各光电探测器，交直流分离电路的信号输出端连接处理器，处理器的输出端连接激光器。

交直流分离电路将各光电探测器接收的信号分离为对应的交流信号和直流信号，处理器对分离出的各交流信号与直流信号进行分析处理后即可控制激光器的出光频率。

进一步的，激光器气体分析仪还包括显示模块，处理器的显示信号输出端连接显示模块。

显示模块用于显示各种数据，使操作人员方便观看。

进一步的，分光单元为光纤分束器，各光路均为光纤光路。

光纤分束器可以同时将一路光分为多束，而且对光功率的损耗极小，采用光纤分束器可以简化光路结构，进一步的减小激光气体分析仪的体积。

附图说明

图1是本实用新型激光气体分析仪的结构简图；