CN105372188A - 测量测量气的感兴趣的气体组分浓度的吸收光谱仪和方法 - Google Patents

Abstract

已知为了测量测量气的感兴趣的气体组分的浓度，激光器光线波长被谐调到感兴趣的气体组分的特定吸收谱线上，调制过的光线穿过包含测量气的多反射气体单元引导到探测器上并且由探测器产生的用于测定用于待测量的浓度的测量结果的测量信号被评估。为对由于在吸收光谱仪中的光路长度的变化对测量结果的影响补偿，激光器光线利用在MHz区域中的至少一个导频进行调制。测量信号对于导频相位敏感地评估。在此获得的相位信息与在校准吸收光谱仪时获得的相位信息比较。根据两个相位信息的差校正测量结果。可替换的是，利用两个导频调制激光器光线。分别相位敏感地探测包含在测量信号中的具有导频的信号分量且评估两个信号分量在此获得的相位信息的差。

Description

测量测量气的感兴趣的气体组分浓度的吸收光谱仪和方法

技术领域

本发明涉及一种用于测量测量气的感兴趣的气体组分的浓度的吸收光谱仪，具有

-波长可调谐的激光器，

-用于产生测量信号的探测器，

-处于激光器和探测器之间的光路中并且包含测量气的气体单元，

-用于改变激光器的注射流的控制部件，从而将光线的波长调谐到感兴趣的气体组分的特定的吸收谱线上，以及

-用于评估测量信号和测定用于待测量的浓度的测量结果的评估部件。

本发明还涉及一种用于测量测量气的感兴趣的气体组分的浓度的方法，其中，

-将激光器的光线的波长调制到感兴趣的气体组分的特定的吸收谱线上，

-将调制过的光线穿过包含测量气的多反射气体单元引导到探测器上，和

-对由探测器产生的、用于测定用于待测量的浓度的测量结果的测量信号进行评估。

背景技术

这种类型的吸收光谱仪或者方法例如由WO2012/109030A1公开。

激光光谱仪被用于在例如过程测量技术中的光学气体分析。在此，激光、通常是激光二极管产生红外范围中的光线，将其穿过待测量的测量气(过程气体)引导，并且接下来被探测。光线的波长被谐调到相应地待测量的气体组分的特定的吸收谱线上，激光二极管为此通常周期性地以斜坡形的或者三角形的电流信号进行驱控，从而以产生的光线周期性地取决于波长地扫描该吸收谱线。

在直接的吸收光谱学中，感兴趣的气体组分的浓度直接由在吸收谱线的位置处探测到的光强的降低(吸收)确定。在波长调制光谱学中，在相对较慢地取决于波长地对吸收谱线进行扫描时，附加地以在kHz区域中的高频率并且以较小的振幅对产生的光线的波长进行正弦形地调制。因为吸收谱线的线型是非线性的，因此在探测器信号或测量信号中产生较高等级的谐波。测量信号在这样的较高的谐波中、优选地在二次谐波中通过相位敏感的锁定(Lock-in)技术解调，并且在相对于测量结果的每个扫描间隔都进行评估。该评估例如通过在理想情况中解调的测量信号的期待的并且通过近似模型分析地描述的曲线(额定曲线)与其实际的曲线(实际曲线)的配合(曲线拟合Curve-Fitting)实现。因为近似模型的参数中的一个参数与气体组分的浓度成比例，因此获得作为评估的结果并进而作为测量结果的待测量的气体组分的浓度。

波长调制光谱学尤其在测量较低的浓度时是有优点的，因为其能够更好地过滤出测量信号中的噪音。然而，在较高的浓度时，对于测量信号的评估来说必要的近似越来越不精确，这提高了测量错误。相反，在吸收光谱学中，测量错误因为较高的噪音敏感度在较小的浓度时更高。但是，因为吸收谱线的近似描述不是必要的，因此测量精度随着增加的浓度而改善，这是因为有效信号也变强了。

测量信号的数值相反于在从激光器至探测器的路径上的光线的吸收而成比例。在特定的吸收谱线的位置处的吸收在其自身方面取决于光吸收基本定律(Lambert-Beer定律)是单调的，其中多数测量任务以近似的方式与感兴趣的气体组分和在激光器和探测器之间的光路的长度的乘积成比例。待测量的浓度越低，吸收路径就必要越长，从而获得足够大的测量信号。在通常基于过程设备的结构条件进行的原位测量期间提供了长的吸收路径(例如在燃烧设备中的烟囱)时，对于萃取测量来说(其中测量气穿过在激光器和探测器之间的气体单元被引导)的要求在于，在小的空间上实现长吸收路径。这通常通过多反射气体单元实现，例如像赫里奥特(Herriott)单元或者怀特(White)单元，在该单元中，光路长度以及进而吸收路径通过光线在镜子之间的多次反射变长。然而，这样的气体单元的弱点在于其在环境影响、如温度波动或者振动方面的敏感性。因此，几何参数、如激光器的入射角或者镜子的角度和间距的相对小的变化都导致光路长度进而吸收路径的较大的变化，尤其在由此改变反射的数量时。

发明内容

因此，本发明的目的在于对由在吸收光谱仪中的光路长度的变化导致的对测量结果的影响进行补偿。

根据本发明，该目的通过在权利要求1，2，3或4中给出的吸收光谱仪和在权利要求6，7，8或9中给出的方法实现。

根据本发明的吸收光谱仪或者方法的优选的改进方案在从属权利要求中给出。

根据本发明的第一个方面，激光器的光线通过其注射流以在MHz区域中的至少一个导频调制。测量信号对于导频相位敏感地进行评估。在此获得的相位信息与在校准吸收光谱仪时获得的相位信息进行比较，并且根据两个相位信息的差校正测量结果。

在测量信号中获得的、具有导频的信号分量的相位取决于光线从激光器至探测器的渡越时间并进而取决于光学路径。由于在多反射气体单元中的多次反射的原因，鉴于在气体单元和激光器或者探测器之间的较短的路径，吸收路径尽可能与光学路径相同。在MHz区域中的导频对应于米级范围中的波长，从而使光路长度的改变能够可靠地通过相位信息测定。

由于干扰的原因，光路长度不仅仅能在彼此跟随的测量之间改变，也能在每个测量周期内部进行改变。然而，因为光路长度的变化直接地并且同时与对吸收的测量一同检测，因此检测到的光路长度的变化对于测量结果的校正而被平均。

测量结果，也就是感兴趣的气体组分的浓度由在吸收谱线的位置处探测到的吸收以及吸收路径的长度来确定。不受干扰和环境影响的吸收路径或者被公开，其可以被测量；或者其隐含地在对吸收光谱仪进行校准时被测定，当在不同的已知的浓度值时，测量不同的吸收值并且与所属的浓度值一同存储。

在以多于一个的导频对激光光线进行调制并且相位敏感地评估测量信号时，相应地获得多个相位信息，从而使得测量结果的校正更加精确或者稳固。

根据本发明的第二个方面，激光器的光线通过其注射流以在MHz区域中的两个导频交替地或者同时地调制。对包含在测量信号中的具有导频的信号分量分别相位敏感地进行评估。两个信号分量的在此获得的相位信息的差与在校准吸收光谱仪时获得的相位信息进行比较。根据两个差的比校正测量结果。

两个导频的应用和获得的相位信息的差的评估具有优点，即在信号产生和信号评估时发生的并且在两个频率时同样起作用的相位错误或者偏差相互取消。此外在于，如迟些时候要描述的那样，对于选择合适频率值的较大的自由空间。

根据本发明的第三个方面，激光器的光线同样以在MHz区域中的两个导频进行调制，并且对包含在测量信号中的具有导频的信号分量分别相位敏感地进行评估。由两个信号分量的在此获得的相位信息的差确定光路的长度，并且与在校准吸收光谱仪时获得的长度或者光路的已知的长度进行比较。根据两个长度的比校正测量结果。

在此优点在于，光路的瞬间(实际)长度通过获得的相位信息的差直接测定，从而能够相关于已知的和通过校准确定的光路的额定长度来简单地对测量结果进行校正。

根据本发明的第四个方面，激光器的光线再次以在MHz区域中的两个导频进行调制，其中对包含在测量信号中的具有导频的信号分量分别相位敏感地进行评估。由两个信号分量的在此获得的相位信息的差确定光路的长度，利用该长度由利用测量信号代表的吸收直接地测定测量结果。

在吸收减小的直接测量中，也就是在直接的吸收光谱学的情况中，基本上可能的是，感兴趣的气体组分的正确的浓度直接从吸收中确定。因为光路的瞬间的长度通过获得的相位信息的差直接测量，因此能够由此通过测量信号直接地确定用于待测量的浓度的测量结果。

在根据本发明的吸收光谱仪基于波长调制光谱学运行时，导频或者导频中的一个能够以优选的方式作为调制频率使用，其中，测量信号以自身已知的方式在较高的谐波时、尤其是二次谐波、作为调制频率使用的导频时被解调并且为了测定测量结果而被评估。

通常，导频或者多个导频被如此低地选择，即在光路长度的希望的或者最大可容忍的变化时，避免相位特性曲线大于π，从而使得获得的相位信息是明确的。在以两个导频对光线进行调制并且相位敏感地评估测量信号时获得优选的可能性，即如此高地选择一个导频，即由此获得的相位信息在激光器和探测器之间的光学路径的最大可容忍的变化时大于k·π(k≥1)地变化，并且如此低地选择另外的导频，即由此获得的相位信息在激光器和探测器之间的光学路径的最大可容忍的变化时小于π地变化。根据来自较低的导频的相位信息确定在来自较高的导频的相位信息中的值k。通过这种方式，通过在较高的导频时对测量信号进行评估实现高的角分别率，其中与之相关联的多义性通过来自较低导频的相位信息再次转换成单义性。

附图说明

为了进一步对本发明进行说明，接下来参考图示中的附图；详细示出的是

图1是根据本发明的吸收光谱仪的第一实施例并且

图2是第二实施例。

具体实施方式

图1以简化的方块图示出了基于波长调制光谱学(WMS)工作的吸收光谱仪，其用于测量测量气1的至少一种感兴趣的气体组分的浓度，该测量气穿过多反射的气体单元2被引导。多反射气体单元2布置在在此为激光二极管的激光器4和探测器5之间的光路3中。来自激光器4的光线在投射到探测器5上之前在多反射气体单元2中多次反射。多反射气体单元2例如是赫里奥特单元或者怀特单元，从而能够使其实际的构造与在此强烈示意性的图示产生巨大的偏差。激光二极管4由具有注射流i的可控电源6驱控，其中，产生的光线的强度I_Laser和波长λ取决于激光二极管4的电流i和运行温度。电源6由第一信号发生器7周期性地以预设的、优选的斜坡形的或者三角形的函数8驱控，从而以或多或少线性地跟随电流i的曲线的、产生的光线的波长λ来扫描感兴趣的气体组分的被选择出的吸收谱线。第二信号发生器9产生具有在kHz区域中的调制频率f₀的正弦形的调制信号10，并且第三信号发生器(引导信号发生器)11产生具有在MHz区域中的引导频率f_p的正弦形的引导信号12，利用这些信号在加法机构13中调制斜坡形的或者三角形的函数8。

探测器5根据探测到的光强I产生探测器或者测量信号14，其在用来测定用于感兴趣的气体组分的待测量浓度的测量结果16的评估单元15中被评估。因为被扫描的吸收谱线的非线性的线型，以调制频率f₀对激光器4的调制导致被探测到的光强I以或多或少明显的谐波扭曲进行相应的变化。因为具有频率2f₀的二次谐波在吸收最大的位置处是占主导地位的，并且在吸收谱线的中间区域之外的波长区域中是强烈减小的，因此其特别适合于进一步的评估。原理上，每个另外的谐波都可以用于评估。在示出的实施例中，测量信号14在第一锁定放大器17中在调制频率f₀的二次谐波2f₀时相位敏感地解调。解调的测量信号18在评估单元19中对于相对于测量结果16的每个扫描间隔被评估。该评估在此例如通过在近似模型20中分析性描述的、解调的测量信号的理想曲线与测量到的解调的测量信号16的曲线的配合实现。近似模型20包括多个参数，其中还有用于在多反射气体单元2中的吸收路径的长度的参数和用于待确定的气体成分的浓度的参数。通过最后的参数获得作为评估结果的并进而作为测量结果的待测量的气体成分的浓度。

另外的评估部件21用于对于导频f_P来相位敏感地评估测量信号14。为此，测量信号14在第二锁定放大器或者相位探测器22中在导频f_P的位置处以自身已知的方式相位敏感地探测。在此，测量信号14通过与由引导信号发生器11提供的具有导频f_P的参考信号23的相乘、或者直接利用引导信号12相位敏感地解调。通过接下来的低通滤波获得解调过的测量信号的相位分量(Inphasenkomponente)I。在两相锁定放大器中，测量信号14被附加地与相位推移90°的参考信号23相乘并且通过低通滤波。通过接下来的低通滤波获得解调的测量信号的积分分量Q。测量信号的相位α_meas然后利用α_meas＝arctan(Q/I)获得。也可以通过反向耦合在引导信号发生器11中产生参考信号23或者引导信号12时这样地推移相位，即积分分量为零，其中，相位推移对应于寻求的相位信息α_meas。

获得的相位信息α_meas在计算单元24中与在对吸收光谱仪进行校准时获得的并且在存储器25中存储的相位信息α_calib进行比较。如接下来进一步描述的那样，两个相位信息的差Δα与相对于吸收光谱仪的校准状态的吸收路径长度的瞬间变化成比例。因为如上所述那样，近似模型20包括用于吸收路径的长度的参数，因此在评估单元19中直接地根据相位信息的差Δα对测量信号18进行校正。

在测量信号14中获得的具有导频f_P的信号分量的相位取决于光线从激光器4至探测器5的光线的渡越时间或者光学路径。因为在多反射气体单元2中的多次反射，该路径长度近似地对应于在气体单元2的内部的吸收路径。在MHz区域中的导频f_P相应于在米级区域中的波长，从而使吸收路径的长度变化能够通过由第二锁定放大器19提供的相位信息来测定。

以下公式适用于吸收路径的长度的变化ΔL：

$\mathrm{\Δ}L=\frac{c}{f_P}\·\frac{\mathrm{\Δ}\mathrm{\α}}{2\mathrm{\π}}$ 公式1，

其中，

c在测量气中的光速以及

Δα在测量信号18中获得的、具有导频f_P的信号分量的相位的变化。

例如，在气体单元2的几何长度为20cm并且125次的预设反射时获得25m的吸收路径。如果光线在相应的最近的较早时间点或者最近的较晚时间点离开气体单元2，也就是123或者127次反射后，那么吸收路径每次变化了40cm。为了通过在测量信号14中获得的、具有导频f_P的信号分量的相位测定出吸收路径的±40cm的变化，其波长应该至少为80cm，也就是说导频f_P小于375MHz。

如上所述，在待测量的气体组分的小的浓度时，吸收大约与浓度值和吸收路径的长度的乘积成比例。也就是说，以下公式适合于在校准吸收光谱仪时测定的吸收A：

$A=1-e^{-a\·c_{calib}\·L_0}\≈a\·c_{calib}\·L_0$ 公式2，

其中，

a在校准时应用的气体组分的吸收系数，

c_calib气体组分的已知的浓度以及

L₀没有干扰影响的已知的吸收路径。

如果迟些时候在测量运行中测量到如在校准时的相同的吸收A，那么考虑到吸收路径的未变化的长度L₀获得浓度测量值c_meas＝c_calib。但是，吸收路径的长度实际上已经变化为L＝L₀+ΔL，从而使得正确的或者修正过的浓度测量值c_corr与校准值c_calib不同：

A＝α·c_corr·(L₀+ΔL)公式3。

测定的浓度测量值c_meas现在可以在使用公式1的情况下如下地校正：

$C_{corr}=C_{meas}\·\frac{L_0}{(L_0+\mathrm{\Δ}L)}=C_{meas}\·\frac{1}{(1+\frac{1}{L_0}\·\frac{c}{f_P}\·\frac{\mathrm{\Δ}\mathrm{\α}}{2\mathrm{\π}})}$ 公式4，

其中，

c_corr校正过的浓度测量值，以及

Δα在当前的测量和校正时获得的相位信息的差α_meas-α_calib。

公式1适用于在多反射气体单元2的内部的单个光散布路径的极为简化的情况。但是，散布路径实际上不仅仅从一个测量周期向另一个测量周期地变化，而是在测量周期的内部变化。因为光路长度的变化ΔL直接地并且同时与吸收A一同地测量，因此在测量周期内部发生的光路长度的变化也由校正器测定。同样，在不同地发生的路径长度之间的分布的变化也被校正。因此，例如在激光束的不理想的横截面或者直径时，可以出现激光束的不同的分量经常被不同地反射。通过干扰影响，路径长度进而平均长度的组合可以被改变，这通过相位变化Δα探测。

对于校正浓度测量值c_meas来说必需的、不受干扰影响和环境影响的吸收路径的长度L₀或者是已知的、或者隐含地在对吸收光谱仪进行校准时被测定，如果在不同的已知的浓度值时测量不同的吸收值并且将其与所属的浓度值一同存储的话。如接下来示出的那样，但是长度L₀也可以被测量。

图2示出了根据本发明的吸收光谱仪的第二实施例，其与根据图1的实例不同的是以两个导频f_P1和f_P2工作。如根据图1的实例那样，激光器4通过具有注射流i的电源6驱控，该电流跟随由第一信号发生器7周期性地产生的斜坡形或者三角形的函数8。该函数8覆盖具有在kHz区域中的调制频率f₀的正弦形的调制信号10以及具有在MHz区域中的第一引导频率f_p1的第一正弦形的引导信号12，二者由第二信号发生器9或者第三信号发生器(第一引导信号发生器)11产生。第四信号发生器(第二引导信号发生器)26附加地产生具有同样在MHz区域中的第二导频f_P2的第二正弦形的引导信号27，但是其与第一导频f_P1不同。利用该第二引导信号27附加地对斜坡形的或者三角形的函数8进行调制。

在示出的实施例中，两个引导信号12，27同时产生。但是它们也可以交替地由两个引导信号发生器11，26或者由仅仅一个引导信号发生器例如11通过在保持相位的情况下改变导频f_P来产生。为此目的，引导信号发生器11，26能够由同步装置28相应地驱控。

在光线穿过多反射气体单元2之后，其包含具有感兴趣的气体组分的测量气1，来自激光器4的光线就投射到探测器5上，其探测器信号或者测量信号14在用于测定感兴趣的气体组分的待测量的浓度的测量结果的评估单元15中被评估。

另外的评估部件21′用于对包含在测量信号14中的、具有导频的f_P1，f_P2的信号分量相应地相位敏感地评估。为此，测量信号14在第二锁定放大器或者相位探测器22中在导频f_P1的位置处并且在第三锁定放大器、或者相位探测器29中在导频f_P1的位置处以自身已知的方式相位敏感地探测，其中，类似于根据图1描述的实例获得相位信息如果如上所述的那样，导频f_P在保持相位的情况下在两个值之间切换，然后两个相位信息通过时间复用确定。在第一计算单元30中确定测量到的相位信息 的差如在以下还要进一步描述的那样，在第二计算单元31中也可以由该差计算出吸收路径L_meas的瞬间的光路长度或者瞬间的长度。因为，如上所述的那样，近似模型20包含用于吸收路径的长度的参数，所以在评估装置19中测量结果18能直接地根据当前测量的吸收路径L_meas的长度进行校正。

以下公式适合吸收路径的长度L：

其中，

n在光线从激光器4至探测器5的渡越时间期间，在测量信号14中包含的、具有第一导频f_P1的信号分量的全振荡的数量，以及

m具有第二导频f_P2的信号分量的全振荡的相应数量。

由此对于测量到的相位差的公式为：

在获知n和m的情况下，作为吸收路径的当前测定的长度公式为：

或者特定地对于n＝m：

测量到的浓度测量值c_meas现在可以在使用公式8的情况下如下地校正：

$c_{corr}=c_{meas}\·\frac{L_0}{L_{meas}}$ 公式9，

不受干扰影响和环境影响的吸收路径L₀是已知的。但是其也可以在对吸收光谱仪进行校准时以如L_meas的相同的方式测量为L_calib，并且存储在第二计算单元31的存储器32中。在该种情况中，替代测量到的吸收路径L_meas和L_calib，可以使用在测量或者校准条件下测定的相位信息的所属的差和由公式9和公式8获得以下公式，即：

在吸收减小的直接测量中，也就是在直接吸收光谱学的情况中，基本上可能的是，感兴趣的气体组分的准确的浓度直接从吸收A中确定。由公式2和公式8获得以下公式，即：

测量结果因此并不是后续校正的，而是直接正确地测定。相反，当在测量结构16和测量信号14之间的关系不能直接地分析性地描述而是必须通过校正函数、校正矩阵或者类似物测定时，通常可以对测量结果进行后续的校正。

如此低地选择导频f_P1和f_P2，即在希望的长度变化ΔL的框架中，对于和来说，避免相位特性曲线大于π并且因此n和m保持为恒定。这同样适用于在使用差相时的差频。另一方面，通过用于n或者m的适当的值足够大地选择导频f_P1和f_P2，从而在测量长度变化ΔL时实现足够的分辨率。

还产生这样的可能性，即如此大地选择导频、例如f_P1，即其确保高的角分辨率，但是其中全振荡的数量可以改变。为了再次产生单义性，另外的导频f_P2被使用并且如此低地选择，即其全振荡的数量不变并且实现一个分辨率，从而在较高的导频f_P1时确定全振荡的数量。该原理能相应级联，从而也能够确定较小的长度变化。

在示出的实施例中，基本上仅仅示出了对于描述本发明来说必要的或有帮助的组件。因此，例如不能对此得出，注射流i规律性地、例如在每个扫描周期之后，能够附加地利用突发信号调制，并且测量信号14根据由突发信号得出的信号分量自动地放大和标准化。

在图中示出的吸收光谱仪能够可替换地基于直接吸收光谱学工作。在此取消了第二信号发生器9和第一锁定放大器17。通过直接对基本上对应于吸收谱线的形状的测量信号14的曲线进行评估，由此直接测定了吸收。

Claims (10)

1.一种用于测量测量气(1)的感兴趣的气体组分的浓度的吸收光谱仪，

具有

波长可调谐的激光器(4)，

用于产生测量信号(14)的探测器(5)，

处于所述激光器(4)和所述探测器(5)之间的光路(3)中并且包含所述测量气(1)的多反射气体单元(2)，

用于改变所述激光器(4)的注射流(i)的控制部件(6，7，9，11，13)，从而将所述光线的波长谐调到所述感兴趣的气体组分的特定的吸收谱线上，以及

用于评估所述测量信号(14)和测定用于待测量的浓度的测量结果(16)的评估部件(15)，

其特征在于，

所述控制部件包含导向信号发生器(11)，从而利用在MHz区域中的至少一个导频(f_p)对所述注射流(i)进行调制，以及

存在另外的评估部件(21)，从而对所述测量信号(14)对于所述导频(f_p)相位敏感地进行评估，在此获得的相位信息(α_meas)与在校准所述吸收光谱仪时获得的相位信息(α_calib)进行比较，并且根据两个所述相位信息(α_meas，α_calib)的差(Δα)校正所述测量结果(16)。

2.一种用于测量测量气(1)的感兴趣的气体组分的浓度的吸收光谱仪，

具有

波长可调谐的激光器(4)，

用于产生测量信号(14)的探测器(5)，

处于所述激光器(4)和所述探测器(5)之间的光路(3)中并且包含所述测量气(1)的多反射气体单元(2)，

用于改变所述激光器(4)的注射流(i)的控制部件(6，7，9，11，13，26)，从而将所述光线的波长谐调到所述感兴趣的气体组分的特定的吸收谱线上，以及

用于评估所述测量信号(14)和测定用于待测量的浓度的测量结果(16)的评估部件(15)，

其特征在于，

所述控制部件(11)包含一个或者两个导向信号发生器(11，26)，从而利用在MHz区域中的两个导频(f_P1，f_P2)对所述注射流(i)交替地或者同时地进行调制，以及

存在另外的评估部件(21′)，从而对包含在所述测量信号(14)中的具有这些所述导频(f_P1，f_P2)的信号分量分别相位敏感地进行评估，两个信号分量的在此获得的相位信息的差与在校准所述吸收光谱仪时获得的相位信息的差进行比较并且根据两个差的比校正所述测量结果(16)。

3.一种用于测量测量气(1)的感兴趣的气体组分的浓度的吸收光谱仪，

具有

波长可调谐的激光器(4)，

用于产生测量信号(14)的探测器(5)，

处于所述激光器(4)和所述探测器(5)之间的光路(3)中并且包含所述测量气(1)的多反射气体单元(2)，

用于改变所述激光器(4)的注射流(i)的控制部件(6，7，9，11，13，26)，从而将所述光线的波长谐调到所述感兴趣的气体组分的特定的吸收谱线上，以及

用于评估所述测量信号(14)和测定用于待测量的浓度的测量结果(16)的评估部件(15)，

其特征在于，

所述控制部件(11)包含一个或者两个导向信号发生器(11，26)，从而利用在MHz区域中的两个导频(f_P1，f_P2)对所述注射流(i)交替地或者同时地进行调制，以及

存在另外的评估部件(21′)，从而对包含在所述测量信号(14)中的具有这些所述导频(f_P1，f_P2)的信号分量分别相位敏感地进行评估，由两个信号分量的在此获得的相位信息的差确定所述光路(3)的长度(L_meas)，与在校准所述吸收光谱仪时获得的长度(L_calib)或者所述光路(3)的已知的长度(L₀)进行比较，并且根据两个长度(L_meas，L_calib或L₀)的比校正所述测量结果(16)。

4.一种用于测量测量气(1)的感兴趣的气体组分的浓度的吸收光谱仪，

具有

波长可调谐的激光器(4)，

用于产生测量信号(14)的探测器(5)，

处于所述激光器(4)和所述探测器(5)之间的光路(3)中并且包含所述测量气(1)的多反射气体单元(2)，

用于改变所述激光器(4)的注射流(i)的控制部件(6，7，9，11，13，26)，从而将所述光线的波长谐调到所述感兴趣的气体组分的特定的吸收谱线上，以及

用于评估所述测量信号(14)和测定用于待测量的浓度的测量结果(16)的评估部件(15)，

其特征在于，

所述控制部件(11)包含一个或者两个导向信号发生器(11，26)，从而利用在MHz区域中的两个导频(f_P1，f_P2)对所述注射流(i)交替地或者同时地进行调制，以及

存在另外的评估部件(21′)，从而对包含在所述测量信号(14)中的具有这些所述导频(f_P1，f_P2)的信号分量分别相位敏感地进行评估，由两个信号分量的在此获得的相位信息的差确定所述光路(3)的长度(L_meas)，利用所述长度由利用所述测量信号(14)代表的吸收直接地测定所述测量结果(16)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的吸收光谱仪，其特征在于，所述吸收光谱仪基于作为调制频率的所述导频(f_P)或者这些所述导频(f_P1，f_P2)中的一个工作，其中，所述评估部件(15)设计用于：为了测定所述测量结果(16)，在作为调制频率使用的所述导频(f_P，f_P1，f_P2)的较高的谐波(nf_P，nf_P1，nf_P2)时，尤其是二次谐波(2f_P，2f_P1，2f_P2)时对所述测量信号(14)进行评估。

6.一种用于测量测量气(1)的感兴趣的气体组分的浓度的方法，其中，

将激光器(4)的光线的波长谐调到所述感兴趣的气体组分的特定的吸收谱线上，

将调制过的所述光线穿过包含所述测量气(1)的多反射气体单元(2)引导到探测器(5)上，并且

对由所述探测器(5)产生的、用于测定用于待测量的浓度的测量结果(16)的测量信号(14)进行评估，

其特征在于，

将所述激光器(4)的所述光线利用在MHz区域中的至少一个导频(f_p)进行调制，以及

对所述测量信号(14)对于所述导频(f_p)相位敏感地进行评估，将在此获得的相位信息(α_meas)与在校准吸收光谱仪时获得的相位信息(α_calib)进行比较，并且根据两个相位信息(α_meas，α_calib)的差(Δα)校正所述测量结果(16)。

7.一种用于测量测量气(1)的感兴趣的气体组分的浓度的方法，其中，

将激光器(4)的光线的波长谐调到所述感兴趣的气体组分的特定的吸收谱线上，

将调制过的所述光线穿过包含所述测量气(1)的多反射气体单元(2)引导到探测器(5)上，

对由所述探测器(5)产生的、用于测定用于待测量的浓度的测量结果(16)的测量信号(14)进行评估，

其特征在于，

所述激光器(4)的所述光线交替地或者同时地利用在MHz区域中的两个导频(f_P1，f_P2)进行调制，以及

对包含在所述测量信号(14)中的具有这些所述导频(f_P1，f_P2)的信号分量分别相位敏感地进行评估，将两个信号分量的在此获得的相位信息的差与在校准吸收光谱仪时获得的相位信息的差进行比较，并且根据两个所述差 的比校正所述测量结果(16)。

8.一种用于测量测量气(1)的感兴趣的气体组分的浓度的方法，其中，

将激光器(4)的光线的波长谐调到所述感兴趣的气体组分的特定的吸收谱线上，

将调制过的所述光线穿过包含所述测量气(1)的多反射气体单元(2)引导到探测器(5)上，

对由所述探测器(5)产生的、用于测定用于待测量的浓度的测量结果(16)的测量信号(14)进行评估，

其特征在于，

所述激光器(4)的所述光线交替地或者同时地利用在MHz区域中的两个导频(f_P1，f_P2)进行调制，以及

对包含在所述测量信号(14)中的具有这些所述导频(f_P1，f_P2)的信号分量分别相位敏感地进行评估，由两个信号分量的在此获得的相位信息的差确定所述光路(3)的长度(L_meas)，且与在校准吸收光谱仪时获得的长度(L_calib)或者所述光路(3)的已知的长度(L₀)进行比较，并且根据两个长度(L_meas，L_calib或L₀)的比校正所述测量结果(16)。

9.一种用于测量测量气(1)的感兴趣的气体组分的浓度的方法，其中，

将激光器(4)的光线的波长谐调到所述感兴趣的气体组分的特定的吸收谱线上，

将调制过的所述光线穿过包含所述测量气(1)的多反射气体单元(2)引导到探测器(5)上，

对由所述探测器(5)产生的、用于测定用于待测量的浓度的测量结果(16)的测量信号(14)进行评估，

其特征在于，

所述激光器(4)的所述光线交替地或者同时地利用在MHz区域中的两个导频(f_P1，f_P2)进行调制，以及

对包含在所述测量信号(14)中的具有这些所述导频(f_P1，f_P2)的信号分量分别相位敏感地进行评估，由两个信号分量的在此获得的相位信息的差确定所述光路(3)的长度(L_meas)，并且利用所述长度由利用所述测量信号(14)代表的吸收直接地测定所述测量结果(16)。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，在以两个导频调制所述光线和相位敏感地评估所述测量信号(14)时，如此高地选择一个所述导频，即由此获得的所述相位信息在所述激光器(4)和所述探测器(5)之间的光学路径的最大可容忍的变化时大于k·π(k≥1)地变化，并且如此低地选择另外的所述导频，即由此获得的所述相位信息在所述激光器(4)和所述探测器(5)之间的光学路径的最大可容忍的变化时小于π地变化，并且根据来自较低的所述导频的相位信息确定在来自较高的所述导频的相位信息中的值k。