[发明专利]一种基于Scheimpflug原理的甲烷浓度分布探测雷达

权利要求书

1.一种基于Scheimpflug原理的甲烷浓度分布探测雷达，其特征在于包括：on和off两种波长的激光器，近红外CCD，光开关，发射和接收望远镜，滤波器，时序控制和信号处理系统；

所述On激光器的波长位于甲烷吸收线上，所述off激光器的波长在甲烷吸收线外，所述光开关令发射激光在on和off两个波长间切换，经过发射望远镜出射到大气中，所述接收望远镜与发射望远镜不共轴，将不同距离处的回波信号聚焦到近红外CCD的不同位置上，所述时序控制和信号处理系统获取近红外CCD的探测结果，经过算法反演出甲烷在不同区域的浓度分布。

2.根据权利要求1所述的一种基于Scheimpflug原理的甲烷浓度分布探测雷达，其特征在于，所述on激光器波长被锁定于甲烷R4吸收线上，波长约为1650.95nm，所述off激光器波长在吸收峰外，约为1650.85nm。

3.根据权利要求2所述的一种基于Scheimpflug原理的甲烷浓度分布探测雷达，其特征在于，所述光开关接受高电平时通过on激光，低电平时通过off激光。

4.根据权利要求1所述的一种基于Scheimpflug原理的甲烷浓度分布探测雷达，其特征在于，所述发射望远镜将光纤中的光变成准平行光发射进入大气。

5.根据权利要求1所述的一种基于Scheimpflug原理的甲烷浓度分布探测雷达，其特征在于，所述接收望远镜和近红外CCD将发射光束上不同区域的回波信号聚焦于近红外CCD的不同位置，由近红外CCD记录每个区域回波光强。

6.根据权利要求1所述的一种基于Scheimpflug原理的甲烷浓度分布探测雷达，其特征在于，所述滤波器透过波长范围为1650.8nm-1651.1nm，滤除环境噪声光子。

7.根据权利要求1所述的一种基于Scheimpflug原理的甲烷浓度分布探测雷达，其特征在于，所述时序控制和信号处理系统对光开关发送高低电平，控制发射波长，根据时序将近红外CCD接受的信号在时域上区分为on波长信号和Off波长信号根据Scheimpflug原理，由近红外CCD信号反演出回波强度与探测距离之间的关系使用差分吸收浓度公式计算出发射光束直线上的甲烷浓度分布。

8.根据权利要求1所述的一种基于Scheimpflug原理的甲烷浓度分布探测雷达，其特征在于，所述on激光器和off激光器均为连续激光。

9.根据权利要求7所述的一种基于Scheimpflug原理的甲烷浓度分布探测雷达，其特征在于，所述浓度计算公式为：