[发明专利]一种测量不同气体浓度的光学检测系统

摘要

本发明公开了一种测量不同气体浓度的光学检测系统，本发明通过微处理器控制信号源产生电压驱动信号，控制信号源输出低频正弦调制信号和倍频方波参考信号，低频正弦调制信号用于对可调光滤波器的输出光进行波长调整，倍频方波用于锁定放大器的参考输入，从而控制可调光滤波器的输出波长来完成测量气体的选择，并且根据器件的特性选择低频调制和锁定放大技术实现气体浓度的解调；本发明与以往气体浓度测量的方法相比，可以对不同气体进行选择性测量，同时采用硬件电路实现浓度解调，具体涉及气体在近红外波段的吸收特性和基于波长调制的锁定放大技术，具有集成化高、抗电磁干扰能力强、测量度高、性能稳定可靠和使用寿命长等优点。

主权项

一种测量不同气体浓度的光学检测系统，其特征在于包括：宽带光源(1)、气体吸收池(2)、可调光滤波器(3)、FP标准具(4)、光探测器(5)、放大器(6)、低通滤波器(7)、微处理器(8)、信号源(9)和光纤准直器(10)；其中宽带光源(1)、光纤准直器(10)、气体吸收池(2)、可调光滤波器(3)、FP标准具(4)和光探测器(5)构成光路部分，光纤准直器(10)设置在气体吸收池(2)的两端，宽带光源(1)、光纤准直器(10)、可调光滤波器(3)、FP标准具(4)和光探测器(5)之间依次通过光纤相连接，气体吸收池(2)充入待测气体，宽带光源(1)出射的宽谱光经过气体吸收池(2)内待测气体的吸收后，由可调光滤波器(3)对气体吸收后的光谱进行扫描，再经FP标准具(4)校准后最后由光探测器(5)进行光强检测；锁定放大器(6)、低通滤波器(7)、微处理器(8)和信号源(9)构成电路部分，微处理器(8)控制信号源(9)产生由锯齿波和正弦波叠加构成的电压驱动信号，该电压驱动信号用于驱动可调光滤波器(3)对光谱进行扫描，同时微处理器(8)控制信号源(9)产生2倍正弦波频率的方波信号作为锁定放大器(6)的参考输入，光探测器(5)的光强检测信号作为锁定放大器(6)的信号输入，锁定放大器(6)根据参考输入和信号输入进行相关运算，锁定放大器(6)的输出信号经过低通滤波器(7)滤波后得到光强检测信号的二次谐波幅值，微处理器(8)根据该二次谐波幅值检测出不同待测气体的浓度。