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原文传递基于TDLAS的气体浓度测量方法及装置

专利名称：	基于TDLAS的气体浓度测量方法及装置
摘要：	基于TDLAS的气体浓度测量方法及装置，涉及气体浓度测量技术。本发明是为了解决常规的TDLAS气体测量装置容易引起气体泄漏、以及对激光器和探测器位置要求高的问题。本发明利用已知浓度的待测气体进行标定，得到光强差分值‑气体浓度的关系曲线，作为求取差分值的参考基线，控制激光器产生一定波数范围的激光。采用光纤耦合器使所述激光分成两路：一路直接由激光探测器进行探测；另一路穿过管壁后进入管道内部，穿过管道内的待测气体，经管道内壁上布置的全反射镜反射后原路返回至光纤耦合器，然后由另一激光探测器进行探测；采集两个激光探测器的输出信号，并计算得到管道内待测气体的浓度。本发明适用于各种气体的浓度检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨工程大学
发明人：	杨晓涛;王国水;刘晓楠;郭奥;贺彦博;穆彦龙;姜子印;张子建;谌绍天;乔天旭
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910600587.2
公开号：	CN110261349A
代理机构：	北京思睿峰知识产权代理有限公司
代理人：	张赞;谢建云
分类号：	G01N21/39(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号
主权项：	1.基于TDLAS的气体浓度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、利用已知浓度的待测气体进行标定，得到光强差分值-气体浓度的关系曲线，作为求取差分值的参考基线；步骤二、控制激光器，使所述激光器产生一定波数范围的激光；步骤三、采用光纤耦合器使所述激光分成两路：一路直接由激光探测器进行探测；另一路穿过管壁后进入管道内部，穿过管道内的待测气体，经管道内壁上布置的全反射镜反射后原路返回至光纤耦合器，然后由另一激光探测器进行探测；步骤四、采集两个激光探测器的输出信号，并计算得到管道内待测气体的浓度。 2.根据权利要求1所述的基于TDLAS的气体浓度测量方法，其特征在于，测量过程中，采用温度传感器和压力传感器监测待测气体的温度和压强。 3.根据权利要求1所述的基于TDLAS的气体浓度测量方法，其特征在于，步骤二采用三角波信号控制激光器的工作温度，使所述激光器产生一定波数范围的激光。 4.根据权利要求1所述的基于TDLAS的气体浓度测量方法，其特征在于，步骤三中，激光进入管壁前先进行准直处理。 5.根据权利要求1、2、3或4所述的基于TDLAS的气体浓度测量方法，其特征在于，步骤四对两个激光探测器的输出信号逐点进行差分计算，并将差分值与浓度的关系绘制出来，以得到待测气体浓度值。 6.基于TDLAS的气体浓度测量装置，其特征在于，包括控制器、激光器、温度传感器、压力传感器、全反射镜、一号半导体探测器、二号半导体探测器、光纤耦合器、数据采集卡以及计算机；所述温度传感器和压力传感器用于监测待测气体的温度和压强；控制器用于控制激光器产生一定波数范围的激光；所述激光器产生的激光经光纤耦合器分成两路：一路直接由一号半导体探测器进行探测；另一路穿过管壁后进入管道内部，穿过管道内的待测气体，经管道内壁上布置的全反射镜反射后原路返回至光纤耦合器，然后由二号半导体探测器进行探测；数据采集卡用于采集一号半导体探测器和二号半导体探测器输出的信号，并将信号发送至计算机；所述计算机用于根据数据采集卡发来的信号进行计算，得到待测气体的浓度。 7.根据权利要求6所述的基于TDLAS的气体浓度测量装置，其特征在于，所述控制器用于产生三角波信号，以控制激光器的工作温度，使激光器产生一定波数范围的激光。 8.根据权利要求6所述的基于TDLAS的气体浓度测量装置，其特征在于，所述装置还包括光纤准直器，用于对进入管道内的激光进行准直。 9.根据权利要求6、7或8所述的基于TDLAS的气体浓度测量装置，其特征在于，所述全反射镜内嵌在管道的内壁中。
所属类别：	发明专利