[发明专利]用于测量气体通量的系统和测量气体通量的方法

权利要求书

1.一种用于测量气体通量的系统，其特征在于，包括：

激光器，被配置为发射激光；

吸收池，被配置为容纳包括待测气体和参考气体的混合气体，并且来自激光器的激光穿过吸收池；

驱动电路，耦接到激光器，并且被配置为向激光器提供驱动信号，以便对激光器发射的波长进行扫描和调制，并且待测气体和参考气体在波长的扫描范围内各自具有特征吸收峰；

探测器，被配置为接收透射通过吸收池的激光并且把激光转换为表示所接收的激光的强度的电信号；以及

信号处理电路，被配置为：

接收探测器输出的电信号并基于该电信号提取待测气体的吸收光谱和参考气体的吸收光谱，

根据待测气体的吸收光谱和参考气体的吸收光谱来分别计算待测气体的浓度和参考气体的浓度，以及

采用涡度相关方法、根据所计算的待测气体的浓度和参考气体的浓度来计算待测气体的通量，并且根据参考气体的浓度结合WPL校正对待测气体的通量进行实时校正，

其中，待测气体为氨气，参考气体为水汽，并且

该系统还被配置为根据参考气体的吸收光谱的漂移量来确定由激光器所发射的激光的波长漂移，并且将基于该漂移量的校准信号反馈到驱动电路，从而校准由激光器发射的激光的波长。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，

该驱动信号为低频扫描信号叠加高频调制信号，并且

通过解调待测气体的吸收光谱和参考气体的吸收光谱获得待测气体的二次谐波光谱和参考气体的二次谐波光谱。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，激光的波长的扫描范围为8.89-8.95微米或9.04-9.09微米。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述激光器为连续波中红外量子级联激光器。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述连续波中红外量子级联激光器包括分布反馈式连续波量子级联激光器或外腔式连续波量子级联激光器。

6.根据权利要求1或2所述的系统，其中，吸收池为长光程吸收池，使得激光在吸收池内的光程达到50m。

7.一种测量气体通量的方法，其特征在于，包括：

由激光器发射激光并使其穿过吸收池，吸收池容纳包括待测气体和参考气体的混合气体，其中，激光器由驱动信号驱动，以便对激光器发射的激光的波长进行扫描和调制，并且待测气体和参考气体在激光波长的扫描范围内各自具有特征吸收峰；

由探测器接收透射通过吸收池的激光并且把激光转换为表示所接收的激光的强度的电信号；以及

接收探测器输出的电信号并基于该电信号提取待测气体的吸收光谱和参考气体的吸收光谱，

根据待测气体的吸收光谱和参考气体的吸收光谱来分别计算待测气体的浓度和参考气体的浓度，以及

采用涡度相关方法、根据所计算的待测气体的浓度和参考气体的浓度来计算待测气体的通量，并且根据参考气体的浓度结合WPL校正对待测气体的通量进行实时校正，

其中，待测气体为氨气，参考气体为水汽，并且

所述方法还包括根据参考气体的吸收光谱的漂移量来确定由激光器所发射的激光的波长漂移，并且将基于该漂移量的校准信号反馈到驱动电路，从而校准由激光器发射的激光的波长。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，

该驱动信号为低频扫描信号叠加高频调制信号，并且通过

解调待测气体的吸收光谱和参考气体的吸收光谱获得待测气体的二次谐波光谱和参考气体的二次谐波光谱。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，激光的波长的扫描范围为8.89-8.95微米或9.04-9.09微米。