[发明专利]一种痕量二氧化碳气体浓度检测系统及方法

权利要求书

1.一种痕量CO₂气体浓度检测系统，其特征在于，包括：流量计、柔性空芯波导吸收池、光源、探测器、第一耦合接头和第二耦合接头；

所述流量计的进气口，用于通入由真空泵泵入的待测CO₂气体；

所述流量计的出气口与所述第一耦合接头的进气口连接；所述第一耦合接头的光源接口与所述光源的发光端连接；所述第一耦合接头的波导接口与所述柔性空芯波导吸收池的进气端连接；所述柔性空芯波导吸收池的出气端与所述第二耦合接头的波导接口连接；所述第二耦合接头的探测器接口与所述探测器的探测端连接；所述探测器的输出端连接有计算机；

所述流量计，用于测量待测CO₂气体的流速；

所述柔性空芯波导吸收池，用于当所述光源向所述柔性空芯波导吸收池内发出光信号时，吸收池内的待测CO₂吸收所述光信号；

所述探测器，用于接收待测CO₂吸收后的光信号并将所述待测CO₂吸收后的光信号转化为测量电压信号；

所述计算机，用于接收所述测量电压信号，根据所述测量电压信号计算待测CO₂气体的浓度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述柔性空芯波导吸收池的进气端与所述光源的发光端之间存在第一间隙；所述第一间隙，用于将所述流量计输出的待测CO₂气体经过所述第一耦合接头的进气口通入所述柔性空芯波导吸收池中。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二耦合接头还设有出气口；所述柔性空芯波导吸收池的出气端与所述探测器的探测端之间存在第二间隙；所述第二间隙，用于将所述柔性空芯波导吸收池输出的CO₂气体经过所述第二耦合接头的出气口排出。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述柔性空芯波导吸收池、所述光源和所述探测器的中心在同一水平线上。

5.根据权利要求1或4所述的系统，其特征在于，所述探测器的探测端和所述光源的发光端均设有红外窗口片。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述红外窗口片为光纤晶体。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述探测器的输出端与所述计算机之间还设有控制模块，所述控制模块，用于将所述探测器输出的所述电压信号传输至所述计算机。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一耦合接头和所述第二耦合接头的波导接口处设有固定卡口，所述柔性空芯波导吸收池的进气端和出气端分别通过所述固定卡口固定连接所述第一耦合接头和所述第二耦合接头。

9.一种基于权利要求1至8任一项所述的痕量CO₂气体浓度检测系统的检测方法，其特征在于，包括：

通过真空泵将待测CO₂气体依次经过流量计和第一耦合接头后通入柔性空芯波导吸收池；

光源发出的光经过所述柔性空芯波导吸收池，所述柔性空芯波导吸收池内的待测CO₂气体吸收所述光源发出的光信号，得到吸收后的光信号；

探测器接收所述吸收后的光信号并将所述吸收后的光信号转化为测量电压信号；

计算机接收所述测量电压信号并根据所述测量电压信号计算待测CO₂气体的浓度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述计算机接收所述测量电压信号并根据所述测量电压信号计算待测CO₂气体的浓度，具体包括：

所述计算机中预设有通入氮气时测量得到的参考电压信号，将所述参考电压信号与所述测量电压信号相除得到吸收光谱；

根据所述吸收光谱计算吸收所述光源发出的光信号的CO₂气体的吸收度；

根据预设的标准吸收度-浓度曲线，计算所述吸收度对应的浓度值，所述浓度值即为待测CO₂气体的浓度。