[实用新型]开放式长光程激光气体在线监测系统

摘要

本实用新型提供一种开放式长光程激光气体在线监测系统，包括激光气体分析仪和开放式长光程光机系统两部分，激光气体分析仪具有激光器的波长锁定功能、步进电机组件的标定控制功能，利用拟合算法计算反演出激光气体的浓度，并由LCD实现浓度显示、参数修改和系统标定，且可通过修改激光器驱动板的参数适用于各种激光器的驱动。本实用新型具有可以在大范围内测量各种污染气体浓度，通过增加吸收光程，提高了系统的检测灵敏度的优点。

主权项

一种开放式长光程激光气体在线监测系统，其特征在于：包括激光气体分析仪和开放式长光程光机系统两部分，激光气体分析仪内设有激光器驱动板、主控制板、信号处理板、探测器板电路、光纤分束部分和LCD工业串口屏；主控制板的功能包括产生激光器扫描信号、激光器的波长锁定、外光路信号检测并根据拟合算法计算反演出激光气体的浓度、步进电机组件的标定控制、多路数据通信与输出；信号处理板将接收外光路微弱探测信号进行放大滤波处理，与探测器板的参考光路信号组成自平衡处理电路，有效降低外光路信号中的干扰成分，极大的提高信噪比，提升最低检测线；光纤分束部分包括光纤分束器、准直透镜和光纤耦合器，将激光器的激光输出分为内光路、参考光路和外光路三部分；开放式长光程光机系统中设置有光纤准直耦合器、菲涅尔透镜、反射镜组件、步进电机组件、楔形窗片、角反射镜和机械调节座，激光气体分析仪中光纤分束部分由光纤分束器、准直透镜和光纤耦合器构成，光纤分束器有5％/95％和50％/50％两种组成，激光器的出射光经光纤耦合器接入5％/95％光纤分束器的输入端，输出端中95％部分作为外光路用光纤接入到开放式长光程光机系统中，5％部分再接入到50％/50％光纤分束器的输入端，输出端一分为二分别用于波长锁定和参考光路，开放式长光程光机系统中开放式长光程光路由光纤准直耦合器、菲涅尔透镜、楔形窗片、角反射镜构成，激光由激光气体分析仪接入，经光纤准直耦合器准直后激光穿过菲涅尔透镜中心孔，机箱的尾部窗口上和角反射镜前端分别设置有楔形窗片，激光沿光路返回到菲涅尔透镜汇聚，调节探测器位置接收光谱信号，开放式长光程光机系统中系统标定由反射镜组件、标定气池、步进电机组件组成，步进电机与反射镜组件用连接杆连接，当进行系统标定时，主控制板控制步进电机转动，反射镜与光纤准直耦合器同一高度，激光依次经过光纤准直耦合器、反射镜、标定气池、反射镜，到达探测器，构成标定光路通道。