[发明专利]一种红外多气体检测系统及气体检测方法

权利要求书

1.一种红外多气体检测系统，其特征在于，所述系统包括：

红外气体传感器、控制器和人机交互平台；

所述红外气体传感器包括可调谐量子级联激光器和多通道红外探测器；所述可调谐量子级联激光器用于作为红外光源，输出与待探测气体吸收峰波长相同的红外光；所述多通道红外探测器包括N个探测单元，N个探测单元中包括一个参考探测单元和1至N-1个检测探测单元；所述参考探测单元用于探测由红外光源发出的红外光；所述检测探测单元用于探测由红外光源发出的、经密封检测气室内的待检测气体吸收的红外光；

控制器中的信号采集模块与所述多通道红外探测器连接，用于分别采集所述多通道红外探测器中的各个探测单元的输出电压信号；

控制器与所述可调谐量子级联激光器和多通道红外探测器连接，用于对激光器发射波长与发射模式进行调节，并分别采集所述多通道红外探测器中的各个探测单元的输出电压信号；

人机交互平台与所述红外探测器连接，用于处理所述多通道红外探测器中的各个探测单元的输出电压信号，以识别待检测气体的成分和判定待检测气体所包含的成分的浓度。

2.根据权利要求1所述的红外多气体检测系统，其特征在于，每个探测单元包括探测芯片和滤光片，探测芯片用于接收辐射，当引起非电量的物理变化时，探测芯片能够测量相应的电量变化，产生电压信号；滤光片用于选择性的通过特定波长的红外辐射，每个探测单元可通过的中心波长不同。

3.根据权利要求1所述的红外多气体检测系统，其特征在于，不同的检测探测单元检测的光波长不同。

4.根据权利要求1所述的红外多气体检测系统，其特征在于，所述人机交互平台还用于显示气体成分和浓度。

5.根据权利要求1所述的红外多气体检测系统，其特征在于，红外气体传感器设置在密封检测气室内。

6.根据权利要求1所述的红外多气体检测系统，其特征在于，所述可调谐量子级联激光器的光谱范围包含所有被测气体的特征吸收峰，可调谐量子级联激光器的激光光源的发射模式采用脉冲发射模式。

7.根据权利要求1所述的红外多气体检测系统，其特征在于，所述控制器包括激光器驱动模块和信息采集模块，激光器驱动模块包括激光器驱动电路，激光器驱动电路驱动激光器输出光信号，使得输出扫描信号的中心波长对应到待测气体的特征吸收峰；信息采集模块包括信号放大电路、模拟信号转换电路和信号采集电路；信号放大电路将检测到的光信号进行放大，并通过模拟信号转换电路将反映气室内气体浓度的模拟信号转换为数字信号；最后通过信号采集电路将数字信号传输到人机交互平台进行后续数据处理。

8.根据权利要求1所述的红外多气体检测系统，其特征在于，人机交互平台包括显示器、键盘和鼠标。

9.一种基于权利要求1-8中任意一个所述的红外多气体检测系统的气体检测方法，其特征在于，所述方法包括：

控制器控制可调谐量子级联激光器发出红外光；

参考探测单元探测由红外光源发出的红外光，信号采集模块采集该探测单元的输出电压信号；

将待检测气体通过进气口通入密封检测气室中，关闭出气口；

多通道红外探测器中检测探测单元分别探测由红外光源发出的、经密封检测气室内的待检测气体吸收的红外光，信号采集模块采集该探测单元的输出电压信号；

人机交互平台处理所述多通道红外探测器中的各个探测单元的输出电压信号，以识别待检测气体的成分和判定待检测气体所包含的成分的浓度并显示气体成分和浓度。

10.根据权利要求9所述的气体检测方法，其特征在于，所述方法还包括：对可调谐量子级联激光器的模式进行选择，对激光光源脉冲波长进行选择，以及对多通道红外探测器的每个探测单元的波长进行选择。