[发明专利]一种激光检气装置

说明书

本发明提供一种激光检气装置，包括：激光器、分光元件、具有双参比气体浓度的第一校准气室以及第二校准气室；激光器发出的激光束经分光元件分光后分别入射到第一校准气室以及第二校准气室，通过双参比气体浓度的第一校准气室以及第二校准气室对待测气体浓度进行校准。本发明给出了一种双参比气体浓度的探测校准气室装置，此装置具有双参比气体浓度的校准气室，优于单一气体浓度的参比气室，可对待测气体浓度进行校准，大幅度地提升了TDLAS激光检气的准确性，对减小误差具有明显的效果。同时包含光电探测器和光电探测电路，提升了系统的易用性。

技术领域

本发明涉及激光光谱技术领域，具体涉及一种激光检气装置。

背景技术

随着技术的发展和人们安全意识的提升，对气体检测的精度和全面性要求越来越高。近年来，运用可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)的气体检测方法已经逐渐成为检测气体的重要方法。其基本原理为：特定波长的激光经过待测气体被特征吸收，导致光强衰减，由比尔-朗伯定律可知，激光能量吸收程度与气体浓度相关，从而反演出待测气体浓度。TDLAS气体检测技术具有选择性好、灵敏度高、检测速度快、使用寿命长等优点。

运用TDLAS技术进行激光检气，通常将待测气体注入待测气室中，为使反演出的待测气体浓度准确，往往加入与待测气室材质结构相同的参比气室对测量值进行校准。针对以往TDLAS气体检测参比气室的单一性，本文发明了一种双参比气体浓度的探测校准气室模组，此气室模组中具有两种不同浓度的标定气体，对反演气体模型具有更好的参考作用，同时包含光电探测器与光电检测及通讯电路，可对接收的光信号有效分析，对整个系统进行测量校准，提高TDLAS检气的准确性，有效的减小测量误差。

目前，TDLAS气体检测参比气室只具有一种浓度的标定气体，十分单一，校准效果不好，且外置光电检测及通讯电路，每次使用都需重新调试，使用过程复杂且检气精度不高。

发明内容

为了克服已有得技术问题，提高TDLAS激光检测气体浓度的精确度，本发明研制了一种双参比气体浓度的探测校准气室装置。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供一种激光检气装置，包括：激光器、分光元件、具有双参比气体浓度的第一校准气室以及第二校准气室；激光器发出的激光束经分光元件分光后分别入射到第一校准气室以及第二校准气室，通过双参比气体浓度的第一校准气室以及第二校准气室对待测气体浓度进行校准。

优选地，分光元件为半反半透镜。

优选地，半反半透镜倾斜45゜角设置在激光器和第一校准气室之间；半反半透镜的分光比为1:1。

优选地，半反半透镜正下方设置一面平面镜，平面镜与半反半透镜平行设置。

优选地，半反半透镜将激光分为透射光和反射光，透射光透过半反半透镜进入第一校准气室；反射光经平面镜反射后平行于透射光，进入第二校准气室。

优选地，第一校准气室和第二校准气室的激光入射口和激光出射口出均设置有准直器。

优选地，还包括第一光电探测器、第二光电探测器以及光电检测及通讯电路；第一校准气室以及第二校准气室准直后的出射光分别由第一光电探测器和第二光电探测器接收，转换成光电信号后传输至光电检测及通讯电路。

优选地，第一校准气室以及第二校准气室外形为立方体；第一校准气室和第二校准气室平行于透射光的四个表面均设置有半导体制冷片；在第一校准气室和第二校准气室的两个侧面靠近底部的位置均安装有温度传感器。

优选地，还包括用于维持供电以及与外界进行通讯的电源及RS485接口。

优选地，还包括包裹在激光检气装置外围的金属外壳，在金属外壳的四个底脚分别放置四个底座，使其不与放置面接触。

本发明的有益效果：