[发明专利]一种可监测波长的激光气体探测方法及系统

权利要求书

1.一种可监测波长的激光气体探测方法，其特征在于：

将激光器发出的光通过光纤分路器分出两路出射光；

一路出射光为激光器出射光的99%，作为检测激光透射过待检测气体后，被检测光电探测器接收进行待测气体浓度检测；

另一路出射光为激光器出射光的1%，作为参考激光透射过充有标准浓度气体的参考气瓶后，被参考光电探测器接收进行激光器中心波长漂移情况监测；

当监测到激光器中心波长发生漂移时，实时调节激光器内置TEC的温度，对激光器中心波长进行修正。

2.根据权利要求1所述的可监测波长的激光气体探测方法，其特征在于，激光器中心波长漂移情况监测的方法包括：

对参考光电探测器的信号进行数字采样，进行计算处理，得到参考信号的二次谐波，根据参考信号二次谐波峰值的位置和大小，计算出当前吸收波长和设定的最佳吸收峰位置的偏移量；

当监测到激光器中心波长发生漂移时，根据计算出的吸收峰的偏移量，驱动激光器TEC驱动电路调节激光器的温度，将激光器的中心波长锁定到最佳吸收峰位置。

3.根据权利要求2所述的可监测波长的激光气体探测方法，其特征在于，若激光器波形调制输出为正弦波或者锯齿波叠加正弦波方式输出，激光器中心波长漂移情况监测的方法为：

对参考光电探测器的输出信号进行数字采样后，进行计算处理，得到输出信号的二次谐波信号，根据二次谐波信号峰值的位置和大小计算出最佳吸收峰位置β，如果位置偏移范围，则判断激光器波长偏移，调整激光器的TEC参数，将二次谐波的波峰拉回β点。

4.根据权利要求3所述的可监测波长的激光气体探测方法，其特征在于，调整激光器的TEC参数的方法为：

激光器自动扫描一个温度范围，确定得到的输出信号的二次谐波信号的峰值最大时的温度值α，将这个温度值α记录，作为激光器原始的温度值；同时设定锯齿波的β点，作为二次谐波的波峰的位置，实时监测二次谐波的波峰的位置，微调激光器的温度值使二次谐波的波峰在锯齿波的点；当激光器波长偏移时，调整激光器的TEC，使二次谐波的波峰保持在锯齿波的β点。

5.根据权利要求2所述的可监测波长的激光气体探测方法，其特征在于，若激光器波形调制输出为锯齿波方式输出，激光器中心波长漂移情况监测的方法为：

对参考光电探测器的输出信号进行数字采样后，进行计算处理，得到输出信号的二次谐波信号，根据二次谐波信号峰值的位置和大小计算出最佳吸收峰位置γ，如果位置偏移范围，则判断激光器波长偏移，调整激光器的TEC参数，将二次谐波的波峰拉回最大。

6.根据权利要求5所述的可监测波长的激光气体探测方法，其特征在于，调整激光器的TEC参数的方法为：

激光器自动扫描一个温度范围，确定得到的输出信号的二次谐波信号的峰值最大时的温度值α，将这个温度值α记录，作为激光器原始的温度值；

实时监测二次谐波的波峰的大小，微调激光器的温度值α使二次谐波的波峰维持最大；

当激光器中心波长偏移时，调整激光器的TEC，使二次谐波的波峰维持最大。

7.一种可监测波长的激光气体探测系统，其特征在于：包括主探测器、激光器控制系统、激光分路器、信号处理单元和参考探测器；

所述激光控制系统包括激光器和用于控制所述激光器的激光控制器；

所述激光分路器，用于将所述激光器的出射激光分为99：1，其中99%部分通过准直系统射出作为检测激光，1%部分射出作为参考激光；

所述主探测器，用于接收经过待测空间后的检测激光，输出检测信号至所述信号处理单元；

所述参考探测器，用于接收经过密封有标准浓度气体的参考气瓶后的参考激光，输出参考信号至所述信号处理单元；

所述主探测器与所述信号处理单元连接，输出待测气体浓度检测结果；

所述参考探测器通过所述信号处理单元与所述激光控制器连接，完成权利要求1-6任一项所述的可监测波长的激光气体探测方法。