[实用新型]一种基于TDLAS-WMS的激光红外气体分析仪

摘要

本实用新型属于气体检测技术领域，涉及一种对氯化氢、甲烷、一氧化碳和水蒸气等气体进行检测的基于TDLAS-WMS的激光红外气体分析仪。包括激光器、激光器驱动电路、温度控制电路、带有光学腔体的光学系统、主探测器和参考探测器、强度调制消除电路、锁相放大电路和数据采集与显示电路；激光器驱动电路和温度控制电路用于控制激光器发光，光学系统的两端分别连接激光器和探测器，强度调制消除电路用于消除系统中强度调制的影响，锁相放大电路用于提取谐波信号，数据采集与显示电路用于显示待测气体的浓度。本实用新型与其他的检测仪相比，优点是在强度调制消除电路中，引入除法运算，结合空间双光路差分检测法，能够从根本上消除强度调制的影响。

主权项

一种基于TDLAS‑WMS的激光红外气体分析仪，由激光器、激光器驱动电路、温度控制电路、带有光学腔体的光学系统、红外探测器、强度调制消除电路、锁相放大电路和数据采集与显示电路组成，其特征在于：激光器驱动电路连接激光器，并对激光器进行调制和调谐，使激光器的输出波长能够扫描待测气体的吸收跃迁谱线，同时减小系统的1/f噪声；温度控制电路与激光器相连接，在0℃～70℃范围内调节激光器的温度，防止激光器因温度过高或过低而损坏；带有光学腔体的光学系统的一端连接激光器，另一端连接红外探测器；红外探测器包括主探测器和参考探测器；激光器发出的光在光学系统中被等分成两束，一束经过光学腔体被光学腔体内的待测气体吸收后，传送到主探测器，另一束直接传送到参考探测器，红外探测器将接收到的光信号变成电流信号；强度调制消除电路连接红外探测器，将红外探测器输出的电流信号转换成电压信号，同时利用除法运算与空间双光路差分检测法相结合的技术，消除因波长扫描和调制而引起的激光功率的变化即强度调制对电压信号的影响；锁相放大电路连接强度调制消除电路，提取二次谐波信号，并将该信号放大；数据采集与显示电路连接锁相放大电路，根据二次谐波信号的峰值与气体浓度的线性对应关系，利用最小均方误差准则，将二次谐波信号峰值与光学腔体内待测气体的浓度值进行拟合，最终通过显示电路显示测得的气体浓度。