[发明专利]气体检测方法和气体检测装置

摘要

气体检测装置中的标准具(etalon)抑制方法，在无气体的情况下在校正步骤期间根据DC驱动电流确定标准具条纹周期。测量信号是气体吸收的函数，基本上独立于初始频率为(f)的初始光信号的强度调制，通过如下方式产生该测量信号：确定在气体吸收峰值的中心操作激光源时的第一预测量信号，由被测气体的气体吸收峰值之下的DC驱动电流操作激光源时的第二预测量信号，及由所述气体吸收峰值之上的DC驱动电流操作激光源时的第三预测量信号，DC驱动电流间的差对应于先前校正步骤中确定的标准具条纹周期。将最后测量信号确定为第一预测量信号与第二预测量信号和第三预测量信号的算术平均间的差。这种标准具条纹的抑制允许气体检测器中的参考通道的真正简化，该气体检测器无需在调制频率(f)或两倍调制频率(2f)上分析检测器信号的分离的同步通道。

主权项

1.一种气体检测方法，其包括下面的步骤：通过由DC驱动电流驱动的波长调制的激光源(1)提供初始光信号(S0)；提供初始频率的AC调制信号，以便在要确定其浓度或存在的气体的吸收线周围以所述初始频率(f)对称地波长调制所述初始光信号(S0)；使所述初始光信号(S0)通过用于接收至少一种所述气体的气体检测区域(4)，所述初始光信号(S0)具有由在所述气体吸收线周围的交替扫描产生的随时间的强度变化；通过提供检测信号(SD)的检测装置(8)接收激励所述气体检测区域(4)的合成光信号(SG)，所述合成光信号(SG)包括由于所述检测区域(4)中的气体浓度引起的所述初始光信号(S0)的强度的变化；从所述检测信号(SD，SDC1，SDC2)产生至少一个测量信号(SM1)，所述检测信号是所述初始光信号(S0)的强度的函数；产生第二测量信号(sMA)，所述第二测量信号(sMA)是气体吸收的函数并基本上与所述初始频率(f)的所述初始光信号的强度调制无关，通过如下方式产生所述第二测量信号(sMA)：提供基本上与所述合成光信号(SG)的时间导数成比例的求导的检测信号(SDA)，将所述求导的检测信号(SDA)与两倍于所述初始频率(f)的第二调制参考信号(S2f)相乘，然后对时间求积分，由此所述第二调制参考信号(S2f)相对于所述初始光信号(S0)具有限定的振幅电平和限定的相位关系，通过如下方式提供与入射到所述检测装置(8)上的光的强度无关的最后的测量信号：把所述第二测量信号(sMA)除以所述至少一个测量信号(SM1)，由此提供关于给定气体的存在或浓度的信号，其特征在于：通过以下方式产生所述第二测量信号(sMA)：确定当在气体吸收峰值中心操作所述激光源时的第一预测量信号(SM0)，当由所述被测气体的气体吸收峰值之下的DC驱动电流操作所述激光源时的第二预测量信号(SM1)，及当由所述气体吸收峰值之上的DC驱动电流操作所述激光源时的第三预测量信号(SM2)，所述DC驱动电流之间的差对应于在先前的校正步骤中确定的标准具条纹周期；以及将所述最后的第二测量信号(sMA)确定为所述第一预测量信号(SM0)与所述第二预测量信号(SM1)和第三预测量信号(SM2)的算术平均之间的差。