[实用新型]一种大气二氧化碳浓度监测装置

摘要

本专利公开了一种大气二氧化碳浓度监测装置，装置将望远镜、准直光学装置、可电压调谐标准具衬底折射率的干涉仪、信号处理单元和装置控制及二氧化碳浓度反演单元相结合，利用可电压调谐标准具衬底折射率的干涉仪同时探测波长为1.58微米二氧化碳吸收谱线的相干光和1.27微米氧气吸收谱线的相干光，由信号处理单元进行傅里叶反变换还原出二氧化碳吸收谱线和氧气吸收谱线，最后通过反演算法获得高精度地大气二氧化碳浓度情况。本专利可搭载于卫星或者航空飞行器上探测大气二氧化碳浓度分布情况，具有高精度和高可靠性的特点。

主权项

一种大气二氧化碳浓度监测装置，它包括望远镜（1）、光阑（2）、准直光学装置（3）、平面反射镜（4）、可电压调谐标准具衬底折射率的干涉仪（5）、信号处理单元（6）和装置控制及二氧化碳浓度反演单元（7），其特征在于：所述的监测装置采用了可电压调谐标准具衬底折射率的干涉仪（5），该干涉仪由偏振滤波片（5‑1）、可电压调谐衬底折射率的标准具（5‑2）、分光器（5‑3）、二氧化碳窄带滤波片（5‑4）、二氧化碳光谱通道聚光装置（5‑5）、二氧化碳吸收光谱传感器（5‑6）、平面反射镜（5‑10）、氧气窄带滤波片（5‑9）、氧气光谱通道聚光装置（5‑8）、氧气吸收光谱传感器（5‑7）构成；外界反射的光线通过望远镜（1）、光阑（2），进入准直光学装置（3）将入射光平行化后，由平面反射镜（4）照射至可电压调谐标准具衬底折射率的干涉仪（5）；进入干涉仪的光线经偏振滤波片（5‑1）转换成P偏振方向的光后透过照射到可电压调谐衬底折射率的标准具（5‑2）上，光线进入可电压调谐衬底折射率的标准具（5‑2）产生干涉现象，输出二氧化碳吸收谱线的相干光和氧气吸收谱线的相干光，通过改变电压调节可电压调谐衬底折射率的标准具（5‑2）的衬底折射率来改变光程差，获得待测波长1.58微米二氧化碳吸收谱线的相干光和1.27微米氧气吸收谱线的相干光；干涉光照射至分光器（5‑3）上，分成两条光路，透过的是二氧化碳吸收谱线，反射出来的是氧气吸收谱线，二氧化碳吸收谱线穿过二氧化碳窄带滤波片（5‑4），经由二氧化碳光谱通道聚光装置（5‑5）聚焦到二氧化碳吸收光谱传感器（5‑6）上；氧气吸收谱线经过一个平面反射镜（5‑10）、氧气窄带滤波片（5‑9）、氧气光谱通道聚光装置（5‑8）聚焦到氧气吸收光谱传感器（5‑7）上，二氧化碳吸收光谱传感器（5‑6）和氧气吸收光谱传感器（5‑7）将光信号数据送至信号处理单元（6），信号处理单元（6）将光信号数据量化 为14位数字信号，进入DSP数字信号处理器进行傅里叶反变换分别得到二氧化碳吸收光谱和氧气吸收光谱；两组吸收光谱数据被传输到装置控制及二氧化碳浓度反演单元（7）进行光谱反演处理，最后输出大气二氧化碳浓度数据。