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原文传递气体浓度检测系统

专利名称：	气体浓度检测系统
摘要：	本发明实施例公开了一种气体浓度检测系统，包括主控制器、激光信号产生装置、信号分离器、光波动信息提取装置及气体浓度检测装置。主控制器控制激光信息产生装置出射预设波长的激光信号，并通过拟合处理待测气体浓度数据和光波动数据得到去除光波动干扰的气体浓度；信号分离器将激光信号分为第一束光信号和第二束光信号，并分别出射至光波动信息提取装置和气体浓度检测装置；光波动信息提取装置利用第一束光信号提取激光光源的光波动信息；气体浓度检测装置利用第二束光信号测量待测气体的气体浓度。本申请提供的技术方案有效地提高了气体浓度的检测精度，有利于增强气体检测系统的易用性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
发明人：	王彪;戴童欣;黄硕;张国军;陈超;梁磊;范兴龙;鹿洪飞;许玥;李奥奇;连厚泉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910803874.3
公开号：	CN110470623A
代理机构：	北京集佳知识产权代理有限公司
代理人：	刘新雷
分类号：	G01N21/31(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	130033 吉林省长春市长春经济技术开发区东南湖大路3888号
主权项：	1.一种气体浓度检测系统，其特征在于，包括主控制器、激光信号产生装置、信号分离器、光波动信息提取装置及气体浓度检测装置；所述主控制器用于控制所述激光信息产生装置出射预设波长的激光信号，并通过拟合处理待测气体浓度数据和光波动数据得到去除光波动干扰的气体浓度；所述信号分离器用于将所述激光信号分为第一束光信号和第二束光信号，并分别出射至所述光波动信息提取装置和所述气体浓度检测装置；所述光波动信息提取装置用于利用所述第一束光信号提取激光光源的光波动信息；所述气体浓度检测装置用于利用所述第二束光信号测量待测气体的气体浓度。 2.根据权利要求1所述的气体浓度检测系统，其特征在于，所述光波动信息提取装置包括已知浓度的标准气体吸收池、第一光电探测器和锁相放大电路；所述第一光电探测器用于采集所述第一束光信号通过所述标准气体吸收池后的第一光信号；所述锁相放大电路用于提取所述第一光信号的二次谐波信号，根据所述二次谐波信号计算标准气体的实际浓度，通过对比分析所述实际浓度和所述已知浓度得到所述激光光源的光波动数据，并将所述光波动数据发送至所述主控制器。 3.根据权利要求2所述的气体浓度检测系统，其特征在于，所述激光信号产生装置包括调制信息发生单元、温度控制单元和激光光源；所述调制信息发生单元和所述温度控制单元分别所述主控制器相连，以在所述主控制器控制下输出驱动信号；所述激光光源用于在所述驱动信号驱动下输出预设波长激光信号。 4.根据权利要求3所述的气体浓度检测系统，其特征在于，所述激光光源为分布式反馈激光器，所述主控制器为ARM主控器。 5.根据权利要求4所述的气体浓度检测系统，其特征在于，所述信号分离器为光学分束器。 6.根据权利要求1至5任意一项所述的气体浓度检测系统，其特征在于，所述气体浓度检测装置包括用于充入所述待测气体的光学谐振腔、PZT压电陶瓷、PZT压电陶瓷驱动单元、第二光电探测器和浓度计算模块；所述PZT压电陶瓷在所述PZT压电陶瓷驱动单元的驱动下调节所述光学谐振腔的腔长，以使所述第二束光信号的波长与所述光学谐振腔的腔长满足将所述第二束光信号耦合至腔内的共振条件；所述第二光电探测器用于采集所述第二束光信号穿过所述光学谐振腔后出射的光强度信息；所述浓度计算模块用于根据所述光强度信息和所述激光光源的工作波长计算得到所述待测气体的气体浓度，并将所述气体浓度发送至所述主控制器。 7.根据权利要求6所述的气体浓度检测系统，其特征在于，所述光学谐振腔为包括由第一平凹透镜和第二平凹透镜组成的腔镜；所述第一平凹透镜和所述第二平凹透镜的凹面曲率半径为1.5m，反射率不低于0.997；所述光学谐振腔的腔长为33.5cm。 8.根据权利要求7所述的气体浓度检测系统装置，其特征在于，所述气体浓度检测装置还包括光隔离器；所述光隔离器设置在所述信号分离器和所述光学谐振腔之间，用于抑制所述光学谐振腔的光学反馈。 9.根据权利要求8所述的气体浓度检测系统装置，其特征在于，所述光隔离器包括第一偏振器、法拉第旋转器和第二偏振器；所述法拉第旋转器设置于所述第一偏振器和所述第二偏振器之间，且所述第一偏振器和所述第二偏振器的透光方向呈45°。 10.根据权利要求9所述的气体浓度检测系统装置，其特征在于，所述气体浓度检测装置还包括设置在所述光隔离器和所述信号分离器之间的准直器；所述准直器用于将所述第二束光信号准直至所述光电隔离器内。
所属类别：	发明专利