[实用新型]一种多组分气体遥测系统

说明书

本实用新型提出了一种多组分气体遥测系统，包括位于待测气团一侧的多个激光器、合束光学组件、带通孔的抛物面镜、光电探测器，以及控制模块；多个激光器输出的激光输入合束光学组件合束；合束光学组件输出的光线依次穿过抛物面镜的通孔和待测气团，并由障碍物漫反射形成反射光线；反射光线穿过待测气团入射至抛物面镜的光入射面后汇聚至光电探测器的光入射口；控制器的输出端与所述多个激光器的控制端相连，在同一时刻控制只有一个激光器输出激光。分时控制激光器输出激光，多个激光共用光路器件，极大地降低了成本，减小了占用体积，带通孔的抛物面镜既实现了发射光线的无损或低损通过，也实现了反射光线汇聚，简化了光路结构。

技术领域

本实用新型涉及气体检测技术，具体涉及一种多组分气体遥测系统。

背景技术

目前，TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，可调谐二极管激光吸收光谱)技术，利用可调谐半导体激光具有窄线宽和波长可调等特点来实现气体分子“指纹区”吸收谱线的扫描和测量,从而反演出检测气体浓度，具有灵敏度高、检测快速、不受背景气体干扰、非接触测量等优点，已经广泛应用于环境检测、汽车尾气检测、工业气体检测、污染气体检测、燃烧诊断等诸多领域。但由于可调谐激光器通常光纤波段可调谐范围小(通常远小于两种气体吸收线的间隔)，可调谐二极管激光吸收光谱技术一般情况下只能对一种气体进行检测。

但在一些场合需要同时对多种气体进行检测，就需要多台TDLAS检测系统分别对不同气体进行检测，比如需要对化工环境中H2S、HCl气体同时检测时，需要对天然气管道环境中CH4、H2S气体同时检测等，普通的一台TDLAS检测系统无法实现，多台系统体积较大、且成本较高。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种多组分气体遥测系统。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种多组分气体遥测系统，包括位于待测气团一侧的多个激光器、合束光学组件、带通孔的抛物面镜、光电探测器，以及控制模块；

所述多个激光器输出激光的波长各不相同，多个激光器输出的激光输入合束光学组件合束；

所述合束光学组件的出射光线束的传播方向上依次设置有所述抛物面镜的通孔、待测气团和位于待测气团另一侧的障碍物；合束光学组件的出射光线束依次穿过所述抛物面镜的通孔和待测气团，并由所述障碍物漫反射形成反射光线；

所述反射光线穿过待测气团入射至所述抛物面镜的光入射面后汇聚至光电探测器的光入射口；

控制器的输出端与所述多个激光器的控制端相连，在同一时刻控制只有一个激光器输出激光；

所述控制模块的信号输入端与光电探测器的输出端连接。

上述技术方案有益效果为：通过分时控制激光器在同一时刻只有一个激光器输出激光，多个激光共用带通孔的抛物面镜、光电探测器，可对多种气体进行测量，极大地降低了成本，减小了占用体积，降低了根据光电探测器输出的电信号反演待测气体浓度的难度，且随着待测气体种类增加，激光与待测气团的作用区间不会发生变化，测试精度不会降低。此外，通过设置带通孔的抛物面镜既实现了发射光线的无损或低损通过，也实现了反射光线的汇聚，极大地简化了光路结构，降低了成本。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述合束光学组件的出射光线束同轴穿过所述抛物面镜的通孔。

上述技术方案有益效果为：减少出射光线束在穿过通孔时的损耗，使出射光线束的极大部分或全部穿过通孔，便于后续检测。

在本实用新型的一种优选实施方式中，所述合束光学组件包括数量与激光器的数量相等的半透半反射镜片。

上述技术方案有益效果为：通过半透半反射镜片搭建合束光学组件成本较低，且对合束的激光功率损耗较小。