[发明专利]一种对射式开路激光气体探测器及气体探测实时校准方法

权利要求书

1.一种对射式开路激光气体探测器，其特征在于，包括：

用于交替发射带有信号调制码的信号光、带有校准调制码的校准光的发射装置，其中，通过信号调制波控制激光器出射信号光，一部分所述信号光发射至开路环境中，另一部分的所述信号光通过标准气室后转换成校准调制波，由该校准调制波控制所述激光器产生校准光并发射至开路环境中；

用于分别接收信号光和校准光的接收装置，所述接收装置根据接收到的信号光电压波形、校准光电压波形及参考气体浓度与距离的乘积值实时计算并校准开路环境中待测气体浓度与距离的乘积值。

2.根据权利要求1所述的对射式开路激光气体探测器，其特征在于，所述发射装置包括激光器、光纤耦合器、标准气室、第一光电探测器、第一微处理单元及电路组件，

所述激光器用于根据所述信号调制波、所述校准调制波产生并发射对应激光；

所述光纤耦合器用于将所述激光器产生的激光信号进行分光，使得其中一部分激光信号直接发射至开路环境，另一部分激光信号发射至所述标准气室；

所述标准气室内填充有浓度已知的参考气体；

所述第一光电探测器用于接收通过所述标准气室的激光信号并转换成电压信号；

所述第一微处理单元及电路组件用于产生所述信号调制波，或根据所述第一光电探测器发射的电压信号生成校准调制波。

3.根据权利要求2所述的对射式开路激光气体探测器，其特征在于，所述第一微处理单元及电路组件包括第一放大滤波电路、第一数据处理电路、单片机控制电路以及信号发生电路：

所述第一放大滤波电路用于接收所述第一光电探测器转换形成的电压信号并进行放大；

所述第一数据处理电路用于接收所述第一放大滤波电路的电压信号并进行数据分析；

所述单片机控制电路用于直接产生带有信号调制波的信号电压调制波形，或根据所述第一数据处理电路的处理结果产生带有校准调制波的校准电压调制波形；

所述信号发生电路用于将所述信号电压调制波形、所述校准电压调制波形转换形成对应的电流调制波形。

4.根据权利要求2所述的对射式开路激光气体探测器，其特征在于，所述发射装置还包括波分复用器，所述波分复用器的一输入端连接所述光纤耦合器，另一输入端连接可见光激光器，所述波分复用器用于将所述光纤耦合器发射的激光和所述可见光激光器发射的激光复合并同光纤输出。

5.根据权利要求1所述的对射式开路激光气体探测器，其特征在于，所述接收装置包括第二光电探测器、第二微处理单元及电路组件：

所述第二光电探测器用于接收通过开路环境的所述信号光、所述校准光，并转换形成对应的电信号；

所述第二微处理单元及电路组件用于接收所述第二光电探测器发送的电信号，并根据所述信号光对应的电信号、所述校准光对应的电信号计算得到开路环境中待测气体的浓度与距离乘积值。

6.根据权利要求5所述的对射式开路激光气体探测器，其特征在于，所述第二微处理单元包括第二放大滤波电路、第二数据处理电路以及信号输出电路：

所述第二放大滤波电路用于接收所述第二光电探测器转换形成的电压信号并进行滤波和放大；

所述第二数据处理电路以及信号输出电路用于根据校准光电压波形、信号光电压波形及参考气体浓度与距离的乘积值实时计算并校准开路环境中待测气体浓度与距离的乘积值；

所述信号输出电路用于实现目标信息的输出。

7.一种对射式开路激光气体探测实时校准方法，其特征在于，

于信号发射端，通过信号调制波控制激光器出射信号光，信号光中的一部分直接发射至开路环境中探测待测气体浓度信息，另一部分发射至标准气室中探测待测气体的浓度信息，该部分信号光通过标准气室后转换成校准调制波，并通过校准调制波控制激光器出射校准光，所述信号调制波和所述校准调制波交替控制所述激光器出射对应激光信号；

于信号接收端，接收通过开路环境的信号光和校准光，并根据信号光电压波形、校准光电压波形及参考气体浓度与距离的乘积值实时计算并校准开路环境中待测气体浓度与距离的乘积值。