[发明专利]一种自动校准开路式激光气体探测装置及实现方法

权利要求书

1.一种自动校准开路式激光气体探测装置，包括光路系统和与所述光路系统连接的电路控制处理系统，其特征在于，

所述光路系统包括激光器、光纤耦合器、标准气室、与开路环境连接的第一光电探测器、与标准气室连接的第二光电探测器，所述标准气室内密封有标准气体，所述激光器发出的工作波长激光经所述光纤耦合器分光形成信号光和参考光，所述信号光经过所述开路环境后入射至所述第一光电探测器，所述参考光经过标准气室后入射至第二光电探测器；

所述电路处理系统连接所述激光器并驱动所述激光器发出工作波长激光，所述电路处理系统连接所述第一光电探测器、所述第二光电探测器，并通过标准气室内的气体浓度与长度的乘积值实现对开路环境中待测气体浓度与长度的乘积值的实时自动校准。

2.根据权利要求1所述的自动校准开路式激光气体探测装置，其特征在于，所述激光器与所述光纤耦合器之间光纤熔接连接。

3.根据权利要求1所述的自动校准开路式激光气体探测装置，其特征在于，所述光路系统还包括波分复用器、可见光光源，所述光纤耦合器、所述可见光光源均与所述波分复用器之间光纤熔接连接，所述光纤耦合器输出的信号光与波分复用器的一个输入端连接，所述可见光光源发出指示波长激光与所述波分复用器的另一输入端连接，所述波分复用器用于将所述信号光和所述指示波长激光复合并同光纤输出，复合后的光线照射至所述开路环境。

4.根据权利要求3所述的自动校准开路式激光气体探测装置，其特征在于，所述开路环境的光线入射端设有抛物面反射镜，所述波分复用器同光纤输出的复合光线经由所述抛物面反射镜反射后准直射入所述开路环境。

5.根据权利要求1所述的自动校准开路式激光气体探测装置，其特征在于，所述开路环境的光线准直入射端和光线接收端均位于同一侧，所述开路环境的另一侧设有反光板，准直入射至所述开路环境的光线经由所述反光板反射后入射至接收端的所述第一光电探测器。

6.根据权利要求1所述的自动校准开路式激光气体探测装置，其特征在于，所述标准气体为纯待测气体，或所述标准气体为待测气体和惰性气体的混合物。

7.根据权利要求1所述的自动校准开路式激光气体探测装置，其特征在于，所述电路控制处理系统内设有调制电路，所述调制电路用于控制所述激光器产生的激光波长在待测气体吸收峰中心波长范围内自动扫描。

8.一种自动校准开路式激光气体探测的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、电路控制处理系统控制激光器发射激光信号；

S200、分别获取激光信号穿过开路环境的光信号、激光信号穿过标准气室后的光信号；

S300、对比两路光信号的探测结果，通过穿过标准气室后的光信号的检测结果对穿过开路环境的光信号的检测结果进行校准、标定。

9.根据权利要求8所述的自动校准开路式激光气体探测的实现方法，其特征在于，在步骤S100中，电路控制处理系统内的调制电路控制激光器波长扫描，实现激光波长在待测气体吸收峰中心波长附近自动往复扫描；激光器发射的工作波长激光经过光纤耦合器分别发送至开路环境和标准气室，经过开路环境和标准气室的激光来源于相同激光光源，实现对两路气室气体的同步同频波长扫描。

10.根据权利要求8所述的自动校准开路式激光气体探测的实现方法，其特征在于，在步骤S300中，通过两路光电探测器分别接收穿过开路环境的光信号和穿过标准气室后的光信号，并将对应的光信号转变为电信号，实现两路光探测信号的同步同频采集；将电信号经过小信号放大电路放大后再提取电信号的相关特征信息进行比较计算，得到经过标准气室校准后的开路环境待测气体浓度与长度乘积值的信息。