[发明专利]一种基于TDLAS多谱线联合复用的同位素测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种基于TDLAS多谱线联合复用的同位素测量系统，其特征在于，包括：

真空罐体(1)；

双折叠光路结构吸收池(2)，用于检测相同同位素分子吸收产生不同强度的联合谱峰对，所述双折叠光路结构吸收池(2)包括两个相对设置的曲率半径为1200mm～2820mm的反光镜(21)；所述双折叠光路结构吸收池(2)置于真空罐体(1)内；

激光模块(3)，位于真空罐体(1)内，位于双折叠光路结构吸收池(2)的入射端；

光电探测模块(4)，位于真空罐体(1)内，位于双折叠光路结构吸收池(2)的出射端。

2.根据权利要求1所述的一种基于TDLAS多谱线联合复用的同位素测量系统，其特征在于，所述激光模块(3)包括上下设置的第一激光器(31)和第二激光器(32)，以及，位于第一激光器(31)与双折叠光路结构吸收池(2)之间的第一准直镜(33)、位于第二激光器(32)与双折叠光路结构吸收池(2)之间的第二准直镜(34)。

3.根据权利要求2所述的一种基于TDLAS多谱线联合复用的同位素测量系统，其特征在于，所述光电探测模块(4)包括与第一激光器(31)相对应的第一探测器(41)、与第二激光器(32)相对应的第二探测器(42)，以及，位于第一探测器(41)与双折叠光路结构吸收池(2)之间的第一聚焦镜(43)、位于第二探测器(42)与双折叠光路结构吸收池(2)之间的第二聚焦镜(44)。

4.根据权利要求1所述的一种基于TDLAS多谱线联合复用的同位素测量系统，其特征在于，还包括用于测量真空罐体(1)内总压的压力计(5)。

5.根据权利要求2所述的一种基于TDLAS多谱线联合复用的同位素测量系统，其特征在于，所述第一激光器(31)和第二激光器(32)的输出波长不同。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种基于TDLAS多谱线联合复用的同位素测量系统的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在真空罐体内温度50±0.1℃条件下，排空其内部空气，向其中充入标准氮气进行吹扫，去除罐内残余水汽；

S2、开启激光模块和光电探测模块，完成双光路背景无吸收信号采集；向双折叠光路吸收池中通入待测气体；

S3、对待测气体中的同位素分子进行谱峰测量，得到双谱段吸光度信号分布曲线；

S4、根据Hitran数据库，挑选双谱段所列的同位素分子中低态能级处于同一量级的分子谱线，对应计算对应同位素R值；

S5、利用双谱段上多组重、轻同位素分子的吸收峰联合测量，计算多个R值，以S(T)_{重同位素分子}/S(T)_{轻同位素分子}为横轴x，以A(v)_{重同位素分子}/A(v)_{轻同位素分子}为纵轴y，绘制散点图，利用线性回归得到斜率及不确定度，即得到对应R值及其不确定度。