[发明专利]开放式长光程CO和CH4在线检测仪器

摘要

本发明公开一种开放式长光程CO和CH4监测仪器，包括主机箱和开放式长光程系统，主机箱里还设有中心波长2334nm的DFB半导体红外激光器以及相应的激光器电流控制和温度控制电路、信号发生电路，还设置有离轴抛物面镜和光电探测器；信号发生电路产生的调制信号作用于激光器电流控制和和温度控制电路调谐DFB近红外半导体激光器产生中心波长为2344nm的激光，用于扫描CO和CH4吸收光谱，激光直射到开放式长光程光路中并被角反射镜反射沿原光路返回到达光电探测器，获得CO和CH4气体吸收光谱，光谱信号被收集并依据多光谱拟合算法计算反演出CO和CH4气体的柱浓度，在上位机上显示管理。

主权项

一种开放式长光程CO和CH4监测仪器，包括主机箱以及开放式长光程光路，所述主机箱内安装有中心波长为2344mm的近红外DFB半导体激光器以及相应的激光器电流控制和温度控制模块，还安装有信号发生电路，所述的激光器温度控制模块的输出端与所述DFB半导体激光器的温度控制端的输入端电相连，所述信号发生电路的输出端和所述激光器电流控制和温度控制模块的输入端电相连；所述信号发生电路的输入端与电子硬件控制电路相连，其特征在于：所述主机箱内还安装有离轴抛物面镜，所述近红外DFB半导体激光器和所述离轴抛物面之间的光路上安装有位置高度可调的标气池，所述离轴抛物面镜焦点上安装有位置高度可调的光电探测器，将DFB近红外半导体激光器输出激光中心波长调谐到2344nm作为CO和CH4的检测激光光源，同时，将信号发生电路产生的调制信号叠加在激光器电流控制和温度控制模块上，所述DFB近红外半导体激光器发射的2344nm波长的激光经反射式光纤准直耦合器耦合为准直激光，所述准直激光经离轴抛物面镜的中心孔进入开放式长光程光路，并被开放式长光程光路的角发射镜反射后沿原光路返回，获得CO和CH4气体的吸收光谱信息，反射回来的激光被主机箱内的离轴抛物面镜聚集到到光电探测器上，光电探测器光纤连接信号调理电路，信号调理电路电连接电子硬件控制电路，所述的电子硬件控制电路和上位机之间进行数据通信；所述电子硬件控制电路基于单片机，所述的单片机结合多光谱拟合算法计算CO和CH4气体的吸收光谱信息反演出CO和CH4气体的柱浓度，在上位机的开放式长光程气体监测仪在线监测软件上显示管理；所述主机箱有上盖、下盖、前面板、后面板，所述的后面板中间连接有延伸到主机箱内的连接杆，所述反射式光纤准直耦合器、离轴抛物面镜均和连接杆保持同一高度，所述的离轴抛物面后设有位置高度可调的反射镜一，当标气池工作时，所述的标气池和反射镜一位置调节和连接杆同一高度，均位于激光主光路上；所述的主机箱上还设置有电源、电源开关以及电子硬件控制板与上位机之间连接的数据通信设备。