[发明专利]一种高灵敏度组合光源式光声光谱气体检测系统及方法

权利要求书

1.一种高灵敏度组合光源式光声光谱多组分气体检测系统，其特征在于，该高灵敏度组合光源式光声光谱多组分气体检测系统包括中红外热辐射光源（1）、准直透镜（2）、斩波器（3）、滤光片切换轮（4）、窗口片（5）、光声池（6）、激光光源模块（7）、光纤耦合器（8）、光纤准直器（9）、开孔凹面反射镜（10）、进气阀门（11）、出气阀门（12）、传声器（13）、控制与信号处理电路（14）和计算机（15）；中红外热辐射光源（1）发出的宽谱光经准直透镜（2）聚焦后，再经过斩波器（3）进行光调制；控制与信号处理电路（14）对滤光片切换轮（4）进行控制，调制光透过滤光片切换轮（4）中的一个滤光片后，经过设置在光声池（6）一端的窗口片（5）入射到光声池（6）中，再被设置在光声池（6）另一端的开孔凹面反射镜（10）反射后在光声池（6）中产生双程吸收增强；控制与信号处理电路（14）输出的调制信号对激光光源模块（7）进行波长调制；激光光源模块（7）中的两束激光经光纤耦合器（8）后，再经过光纤准直器（9）进行光束准直，从开孔凹面反射镜（10）的小孔入射到光声池（6）中；光声池（6）上设有进气阀门（11）和出气阀门（12），用于控制待测气体的进入和排出；传声器（13）安装在光声池（6）上，用于探测光声池（6）内产生的光声信号；控制与信号处理电路（14）的信号输入端与传声器（13）相连，采集光声信号后进行数字信号处理；计算机（15）与控制与信号处理电路（14）相连，用于设置控制与信号处理电路（14）的工作参数并对输出的光声信号测量值进行显示；所述的滤光片切换轮（4）上安装有1个平面反射镜和4个带通红外滤光片；

所述的窗口片（5）的透射波长范围为1.5-12μm，中红外热辐射光源（1）和激光光源模块（7）发射的中红外光线和近红外光线均可透过窗口片（5）。

2.根据权利要求1所述的高灵敏度组合光源式光声光谱多组分气体检测系统，其特征在于，所述的开孔凹面反射镜（10）的中间开有小孔，孔径为0.5mm。

3.根据权利要求1或2所述的高灵敏度组合光源式光声光谱多组分气体检测系统，其特征在于，所述的光声池（6）是非共振式光声池，内部气室直径为10mm，长度为30mm。

4.根据权利要求1或2所述的高灵敏度组合光源式光声光谱多组分气体检测系统，其特征在于，所述的激光光源模块（7）由两个近红外可调谐激光器组成，分别用于测量乙炔和甲烷；所述的光纤耦合器（8）的分光比为50:50。

5.根据权利要求3所述的高灵敏度组合光源式光声光谱多组分气体检测系统，其特征在于，所述的激光光源模块（7）由两个近红外可调谐激光器组成，分别用于测量乙炔和甲烷；所述的光纤耦合器（8）的分光比为50:50。