[实用新型]基于量子级联激光器或带间级联激光器的气体遥测装置

说明书

本发明涉及气体浓度检测技术领域，提供一种基于量子级联激光器或带间级联激光器的气体遥测装置，包括：主激光器、准直透镜、收光透镜、光电探测器和控制电路；所述主激光器采用量子级联激光器或带间级联激光器；所述准直透镜设置在主激光器的出射端，所述主激光器发射的激光通过准直透镜进行准直后，穿过目标气体，目标气体对激光中特定波长的激光分量进行吸收后，激光照射至物体表面，物体表面反射的部分激光经目标气体再次吸收；所述收光透镜接收经目标气体再次吸收后的激光汇聚至光电探测器，所述光电探测器将接收到的光信号转化为电信号，通过控制电路进行滤波放大并计算输出目标气体浓度。本发明能够快速检测目标气体浓度。

技术领域

本发明涉及气体浓度检测技术领域，尤其涉及一种基于量子级联激光器或带间级联激光器的气体遥测装置。

背景技术

现有气体检测技术中检测方法种类较多，大都以热学式和化学式检测方法为主；热学式气体传感器是利用气体的热导率，通过热敏元件的电阻变化来测量一种或几种气体组分浓度。化学式气体传感器是利用被测气体的电化学活性，将其氧化或还原，根据生成物分辨气体的检测浓度。

热学式检测存在响应速度低，精确度低的问题。化学式检测最大的缺点是难以进行现场实时检测，检测过程中，需要事先准备好样品，通过化学方式进行检测，无法及时反应待测气体中目标气体浓度，难以满足预警需求，上述两种检测方式均无法快速检测目标气体浓度。

发明内容

本发明主要解决现有技术的工业和环境领域中无法快速检测低浓度(浓度为ppb级别)目标气体的技术问题，提出一种基于量子级联激光器(QCL)或带间级联激光器(ICL)测量待测气体中目标气体遥测装置，能够快速检测目标气体浓度，具有测量精度高、响应灵敏、能够即时反应待测气体中目标气体浓度和免维护的优点。

本发明提供了一种基于量子级联激光器或带间级联激光器的气体遥测装置，包括：主激光器(1)、准直透镜(2)、收光透镜(4)、光电探测器(6)和控制电路(7)；

所述主激光器(1)和光电探测器(6)分别与控制电路(7)电连接，所述主激光器(1)采用量子级联激光器或带间级联激光器；所述准直透镜(2)设置在主激光器(1)的出射端，所述主激光器(1)发射的激光通过准直透镜(2)进行准直后，穿过目标气体(13)，目标气体(13)对激光中特定波长的激光分量进行吸收后，激光照射至物体表面(3)，物体表面(3)反射的部分激光经目标气体(13)再次吸收；

所述收光透镜(4)设置在气体遥测装置的接收端，所述收光透镜(4)接收经目标气体(13)再次吸收后的激光汇聚至光电探测器(6)，所述光电探测器(6)将接收到的光信号转化为电信号，通过控制电路(7)进行滤波放大并计算输出目标气体(13)浓度。

优选的，还包括：显示屏(11)和与显示屏(11)电连接的报警模块(10)；

所述显示屏(11)，用于显示目标气体浓度和主激光器(1)与物体表面(3)的距离；

所述报警模块(10)，用于在检测到的目标气体(13)浓度大于安全值情况下，进行报警。

优选的，还包括：与显示屏(11)电连接的测距模块(9)；

所述测距模块(9)包括测距发射端和测距接收端，所述测距发射端发出测距激光，经物体反射后测距激光由测距接收端进行接收；

所述测距接收端利用接收的测距激光，得到主激光器(1)与物体表面(3)的距离信号，并将距离信号发送至显示屏(11)。

优选的，还包括：与控制电路(7)电连接的指示光激光器(8)；所述指示光激光器(8)用于指示主激光器(1)发射激光的空间位置。

优选的，还包括：用于供电的电源(12)；所述电源(12)与控制电路(7)电连接。