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原文传递一种径向羽流多组分气体测量遥感系统

专利名称：	一种径向羽流多组分气体测量遥感系统
摘要：	本发明涉及一种径向羽流多组分气体测量遥感系统，属于激光遥感测量领域，包括反射激光采集单元和数据采集单元；数据采集单元包括数据采集卡和计算机，反射激光采集单元包括多个激光器，每个激光器的光经分束器分为两路，一路经参考吸收池照射至第一探测器，另一路光均经合束器照射至扩束器，沿光路依次设置有合作目标反射镜、反射镜、第一透镜，并汇聚至光栅，在光栅处实现不同波长的分离，不同波长的光经窄带滤波片和第二透镜入射至与数据采集卡连接的第二探测器上，激光器数量为两个以上，激光器为可调制半导体激光器，扫描频率大于100Hz，调制频率大于20kHz。本发明结构简单紧凑、灵敏度高，可实时探测空气中多种气体的浓度。
专利类型：	发明专利
申请人：	山东大学
发明人：	夏金宝;叶帅;聂鸿坤;张百涛;杨克健;何京良
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
申请号：	CN201911380938.X
公开号：	CN111122499A
代理机构：	济南金迪知识产权代理有限公司
代理人：	赵龙群
分类号：	G01N21/39;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/39
申请人地址：	250199 山东省济南市历城区山大南路27号
主权项：	1.一种径向羽流多组分气体测量遥感系统，其特征在于，包括反射激光采集单元和数据采集单元；所述数据采集单元包括相互连接的数据采集卡和计算机，所述反射激光采集单元包括多个与数据采集卡连接的激光器，每个激光器的光经分束器分为两路，一路光经参考吸收池照射至第一探测器，所述第一探测器与数据采集卡连接，另一路光均经合束器照射至扩束器，沿扩束器的光路方向依次设置有合作目标反射镜、反射镜、第一透镜，光经第一透镜汇聚至光栅，在光栅处实现不同波长的分离，不同波长的光经窄带滤波片和第二透镜入射至第二探测器上，所述第二探测器与数据采集卡连接；所述激光器、分束器、参考吸收池、第一探测器、窄带滤波片、第二透镜和第二探测器的数量相对应，其数量均为两个以上；所述激光器为可调制半导体激光器，所述可调制半导体激光器的扫描频率大于100Hz，调制频率大于20kHz。 2.根据权利要求1所述的径向羽流多组分气体测量遥感系统，其特征在于，所述扩束器和合作目标反射镜之间还设置有垂直扫描镜，光束沿扩束器经垂直扫描镜照射至合作目标反射镜，后再经该垂直扫描镜照射至反射镜，经第一透镜汇聚至光栅；多个激光器，以及与多个激光器分别连接的分束器、参考吸收池、第一探测器、合束器、扩束器、垂直扫描镜、反射镜、第一透镜、光栅、窄带滤波片、第二透镜和第二探测器均集成为一体结构，并设置在一水平旋转平台上，实现水平面内的气体浓度测量；合作目标反射镜的数量为多个，设置在某一待测水平面内和某一待测竖直面内。 3.根据权利要求2所述的径向羽流多组分气体测量遥感系统，其特征在于，所述垂直扫描镜为扫描振镜或者旋转棱镜，在合作目标反射镜竖直分布时实现气体浓度测量。 4.根据权利要求1所述的径向羽流多组分气体测量遥感系统，其特征在于，所述激光器波长范围为1.5-2μm，激光器功率>10mW；所述第一探测器和第二探测器均为InGaAs APD探测器；优选的，所述激光器为蝶形激光器、量子级联激光器或带间级联激光器。 5.根据权利要求1所述的径向羽流多组分气体测量遥感系统，其特征在于，所述合作目标反射镜的直径为30-60mm，所述合作目标反射镜与激光器的距离为1000m以上，适用于测量激光器发射位置到合作目标反射镜之间的气体浓度，实现某一区域性气体测量。 6.根据权利要求1所述的径向羽流多组分气体测量遥感系统，其特征在于，所述参考吸收池内装有高浓度的参考气体，参考气体的浓度大于等于1％。 7.根据权利要求1所述的径向羽流多组分气体测量遥感系统，其特征在于，所述参考吸收池内部两端为光纤端口，或者，所述参考吸收池带有玻璃窗口；优选的，所述数据采集卡为NI公司的NI-6531，所述数据采集卡测量速度为3MHZ，接口形式为USB接口。 8.根据权利要求1所述的径向羽流多组分气体测量遥感系统，其特征在于，所述光栅为闪耀光栅，所述闪耀光栅角度为25-30°，光栅条纹为500-700/mm；优选的，所述闪耀光栅角度为28°，光栅条纹为600/mm。 9.根据权利要求1所述的径向羽流多组分气体测量遥感系统，其特征在于，所述窄带滤波片的中心波长与待测气体的吸收峰的中心波长相适应，所述窄带滤波片带宽为1.5nm。 10.根据权利要求1所述的径向羽流多组分气体测量遥感系统，其特征在于，所述扩束器的扩束倍数为10倍。
所属类别：	发明专利