[发明专利]一种微型激光甲烷遥测装置

说明书

本发明公开了一种微型激光甲烷遥测装置，包括：指示激光器、可调谐激光器、探测器、光学接收镜头和电路板；指示激光器和可调谐激光器轴线并列设置，光学接收镜头与可调谐激光器轴线并列设置，且光学接收镜头设置在可调谐激光器的反射光路上，探测器设置在光学接收镜头后方，并与光学接收镜头轴线共线，电路板分别与指示激光器、可调谐激光器、探测器电性连接，其中，光学接收镜头采用单片大数值孔径的非球面光学镜片。该装置在作用距离、测量灵敏度不发生变化的前提下，体积相比现有技术的激光甲烷遥测装置降低很多,而且测量性能比较高。

技术领域

本发明涉及甲烷遥测技术领域，具体涉及一种微型激光甲烷遥测装置。

背景技术

由于激光甲烷遥测具有如下优点：(1)激光与气体之间不发生接触式化学 反应，不会影响待测气体的组分和形态；(2)实现远程遥测，对危险气体可进 行远程测量，传感器传输距离可达几公里，保证测试人员安全；(3)通过气体 对特定激光的共振吸收进行浓度检测，测量精度极高，测量下限可达ppm量级； (4)本质安全，传感端不易受到电磁辐射的干扰、不产生火花；(5)每种气 体的监测对应特定激光波长，不存在交叉干扰，易于检测混合气体中的特定成 分；(6)甲烷检测响应速度极快，相比于其它方法监测，响应时间大大缩短， 可以达到毫秒量级。因此激光甲烷遥测是应用于工业、矿业等行业对于甲烷检 测的技术，能够远程对甲烷进行高精度的检测。

目前的激光甲烷遥测装置通常设计为能够对百米以外的甲烷气体进行探测 的时候，需要高功率的激光器以及大口径的镜头来实现远距离的探测。高功率 的激光器以及大口径的镜头占据了大量的体积空间，而且单片大口径的球面光 学镜片的球差一般较大，需要使用较长的焦距来降低光学系统球差，这样的光 学镜头体积大，像质差，降低了激光甲烷遥测装置的便携性和测量性能。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种微型激光甲烷遥测装置， 在作用距离、测量灵敏度不发生变化的前提下，体积相比现有技术的激光甲烷 遥测装置降低很多,而且测量性能比较高。

具体技术方案如下：

一种微型激光甲烷遥测装置，主要包括：指示激光器、可调谐激光器、探 测器、光学接收镜头和电路板；

所述指示激光器和所述可调谐激光器轴线并列设置，所述光学接收镜头与 所述可调谐激光器轴线并列设置，且所述光学接收镜头设置在所述可调谐激光 器的反射光路上，所述探测器设置在所述光学接收镜头后方，并与所述光学接 收镜头轴线共线，所述电路板分别与所述指示激光器、所述可调谐激光器、所 述探测器电性连接，其中，所述光学接收镜头采用单片大数值孔径的非球面光 学镜片。

上述的一种微型激光甲烷遥测装置中，还具有这样的特征，所述可调激光 器内集成有准直镜片。

上述的一种微型激光甲烷遥测装置中，还具有这样的特征，所述可调谐激 光器采用封装为TO66的小型激光器。

上述的一种微型激光甲烷遥测装置中，还具有这样的特征，所述电路板包 括控制模块、激光驱动模块和信号处理模块，所述控制模块分别与所述激光驱 动模块、所述信号处理模块电性连接，所述激光驱动模块分别与所述指示激光 器、所述可调谐激光器、所述控制模块电性连接，所述信号处理模块分别与所 述探测器、所述控制模块电性连接。

上述的一种微型激光甲烷遥测装置中，还具有这样的特征，所述电路板包 括三个子电路板，分别为对应所述控制模块的控制子电路板、对应所述激光驱 动模块的驱动子电路板和对应所述信号处理模块的信号子电路板，所述信号子 电路板、所述驱动子电路板和所述控制子电路板顺序并列设置在所述探测器后 方，其中所述信号子电路板距离所述探测器最近。

上述的一种微型激光甲烷遥测装置中，还具有这样的特征，所述探测器包 括两个伸出的插脚，所述插脚与所述信号子电路板固定连接实现电性连接。