[发明专利]烷烃类混合气体激光探测装置

摘要

烷烃类混合气体激光探测装置涉及信息技术，尤其是激光气体探测技术和信号处理技术领域。本发明针由可调谐波长单频激光器、InGaAs材质激光探测器、可调谐激光器波长控制器、混合气体吸光率记录器、离散余弦变换器、混合气体特征记录器组成，根据烷烃类碳氢共价键红外光吸收的本质给出了烷烃类混合气体实现激光探测的基本组成模块，对波长吸光率曲线的步进波长进行了确定，使用可调谐激光器波长控制器对可调谐激光器进行波长步进式控制，同时对可调谐激光器的工作波长的范围进行了确定，烷烃类混合气体激光探测装置组成简单，易于推广，针对烷烃类混合气体的临爆预警具有根据被测混合气体环境进行差别设置的特点。

主权项

烷烃类混合气体激光探测装置，其特征在于由可调谐波长单频激光器、InGaAs材质激光探测器、可调谐激光器波长控制器、混合气体吸光率记录器、离散余弦变换器、混合气体特征记录器组成；可调谐波长单频激光器工作波长在800nm到1700nm；InGaAs材质激光探测器工作波长在 800nm到1700nm；可调谐激光器波长控制器通过调节提供给可调谐波长单频激光器的电流大小控制可调谐波长单频激光器的输出近红外激光的波长，调节步进设为5nm；混合气体吸光率记录器用来记录从800nm到1700nm每步进5nm，由InGaAs材质激光探测器反馈的红外激光强度；混合气体吸光率记录器将InGaAs材质激光探测器反馈的红外激光强度结合可调谐波长单频激光器输出的红外激光强度和可调谐波长单频激光器与InGaAs材质激光探测器之间的距离，换算成混合气体吸光率并记录混合气体编号和混合气体波长吸光率图谱，混合气体波长吸光率图谱横坐标是波长，纵坐标是吸光率；离散余弦变换器对混合气体波长吸光率图谱进行波长方向的离散余弦变换，生成直流系数F(0,0)和交流系数F(u,v)，其中F(0,0)作为与阈值比较的实时监控目标，所有直流系数和交流系数的集合作为混合气体特征值记录在混合气体特征记录器；混合气体特征记录器记录混合气体编号和实验室环境取得的混合气体的在线监测的阈值；实验室环境取得混合气体的在线监测的阈值的方法如下：当编号的混合气体包含易燃气体组分时，实验室调整编号的混合气体浓度达到混合气体的临爆极限并记录吸光率阈值，使用可调谐激光吸收光谱技术在激光波长800nm到激光波长1700nm之间每增加5nm波长的光谱进行一次被测混合气体吸光率记录，形成横坐标是激光波长从800nm到1700nm，纵坐标是编号的混合气体吸光率的编号的混合气体阈值吸光率光谱；对编号的混合气体阈值吸光率光谱进行离散余弦变换，记录离散余弦变换后直流系数即DC系数的值为编号的混合气体的在线监测的阈值，阈值的确定采取多次测量取均值的方法减小误差；混合气体特征记录器根据混合气体编号读取对应的混合气体的在线监测的阈值，混合气体特征记录器比较离散余弦变换器实时输出的F(0,0)和混合气体的在线监测的阈值，当F(0,0)达到混合气体的在线监测的阈值的特定百分比时产生告警信号，特定百分比根据实际需要取值。