CN117147494A - 一种有效光程及气体浓度测量标定装置及应用方法 - Google Patents
一种有效光程及气体浓度测量标定装置及应用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117147494A CN117147494A CN202311157955.3A CN202311157955A CN117147494A CN 117147494 A CN117147494 A CN 117147494A CN 202311157955 A CN202311157955 A CN 202311157955A CN 117147494 A CN117147494 A CN 117147494A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- laser
- concentration
- absorption tank
- gas absorption
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 42
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 104
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 6
- 208000028952 Chronic enteropathy associated with SLCO2A1 gene Diseases 0.000 claims description 3
- 238000000525 cavity enhanced absorption spectroscopy Methods 0.000 claims description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 87
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 4
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000000180 cavity ring-down spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N2021/0106—General arrangement of respective parts
- G01N2021/0112—Apparatus in one mechanical, optical or electronic block
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
- G01N2021/396—Type of laser source
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种有效光程及气体浓度测量标定装置及应用方法，属于气体检测技术领域。其包括密封气体检测器，密封气体检测器左端设有双光束混合激光器，密封气体检测器的右端设有单光束激光器，密封气体检测器连接有信息分析系统；其中密封气体检测器中设有第一气体吸收池和第二气体吸收池，对比两个吸收池的积分吸收面积，从而获得积分腔系统的有效吸收光程，从事完成对气体浓度反演的实时校正。其步骤简单，使用方便，精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种有效光程及气体浓度测量标定装置及应用方法，属于气体检测技术领域。
背景技术
传统的积分腔有效光程校准方法包括通过测量镜片透射率进行标定、利用不同气体瑞利散射差性异进行标定、采用腔衰荡光谱技术通过测量空腔内的衰荡时间进行标定、利用已知浓度的气体吸收信号进行标定等，都是对积分腔内部空间部分的吸收程长进行标定。而双向耦合探测模式OA-CEAS中的凹面镜和滤光片具有再注入镜的功能，会造成积分腔外也会有较长的吸收光程。另外目前常用的利用定标公式或者免校准方式的浓度测量方法，均会随系统工作时长的增加或外界环境的变化(特别是对于腔体开放式系统)而变得不准确。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足指出，提供一种有效光程及气体浓度测量标定装置及应用方法。基于双向腔增强，为了实现双向耦合探测模式OA-CEAS中总光程的标定，使系统不受样品气体浓度和外界环境的影响，配气过程中的误差不会影响到有效吸收程长的标定。
本发明为了解决上述技术问题，提供一种有效光程及浓度测量标定装置，包括密封气体检测器，密封气体检测器左端设有双光束混合激光器，密封气体检测器的右端设有单光束激光器，密封气体检测器连接有信息分析系统；
其中密封气体检测器包括密封箱，密封箱两侧设有允许光信号通过的透明窗，密封箱内并排设有第一气体吸收池和第二气体吸收池，第一气体吸收池的左右两侧分别设有第一凹面镜和第二凹面镜，第一凹面镜和第二凹面镜的凹面与第一气体吸收池两侧呈夹角设置，并且第一凹面镜和第二凹面镜上分别设有允许光纤穿过的小孔，第一凹面镜和第二凹面镜的反射光路上分别设有第一滤光片和第二滤光片，第一滤光片和第二滤光片分别连接有第一光电探测器和第二光电探测器；第一光电探测器和第二光电探测器与信息分析系统连接；密封箱两侧透明窗处分别设有带有旋转盘的旋转镜，旋转镜配合反射镜将双光束混合激光器和单光束激光器的输入激光引入第二气体吸收池，第二气体吸收池两侧还分别设有第三光电探测器和第四光电探测器，引入第二气体吸收池的激光在第二气体吸收池内多次反射后离开第二气体吸收池后分别被第三光电探测器和第四光电探测器接收；
所述双光束混合激光器包括相互连接的第一激光控制器和第一量子级联激光器、第二激光控制器和第二量子级联激光器，第一量子级联激光器和第二量子级联激光器通过合束器连接有正对第一气体吸收池左端的准直器；
所述单光束激光器包括相互连接的第三激光控制器和第三量子级联激光器，第三量子级联激光器连接有正对第一气体吸收池右端的准直器；
双光束混合激光器和单光束激光器连接有函数信号发生器，函数信号发生器包括正弦波发生器和锯齿波发生器，正弦波发生器和锯齿波发生器的输出通过加法器分别与第一激光控制器、第二激光控制器和第三激光控制器连接。
进一步，信息分析系统包括相互连接的数据采集卡和计算机，其中第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器和第四光电探测器分别通过数据采集卡与计算机连接。
进一步，气体吸收池由两个高反镜组成的腔结构，密封箱上连接阀门以及气管，通过控制待测气体以及保护气体的量来控制第一气体吸收池的待测气体浓度以及整个第一气体吸收池中的气压大小；
第一气体吸收池左侧的光经准直器准直后透过第一凹面镜进入第一气体吸收池中，多次反射后从第一气体吸收池右侧透射出去，再经过第二凹面镜的反射进入右侧的第二光电探测器中，右侧的光与左侧相反，最终进入左侧的第一光电探测器中。
一种有效光程及浓度测量标定装置的方法，其步骤如下：
步骤A.将第一气体吸收池的积分腔包含的两片高反镜调至平行，并且调节离轴使光在积分腔中反射次数最多，以及信号信噪比最佳；
步骤B.把两侧光束准直器和探测器之间包括积分腔在内的部分，连同一光程Lref已知的开放式多通吸收池作为第二气体吸收池放入一密封箱内，密封箱两侧都装有高透过率的平面镜；
步骤C.在密封箱内充入待检测气体，待测气体的浓度以确保多通池中能测到较好信噪比的信号为宜。
步骤D.调试激光器，是所有激光器的出射光束仅入射到第一气体吸收池的积分腔内，测量得到此时的积分腔输出信号，利用直接吸收光谱技术进行测量，并由此得到直接吸收信号后拟合出积分吸收面积ACEAS；
步骤E.调整反射镜，将光束入射到第二气体吸收池内，同样通过测量信号得到第二气体吸收池的积分吸收面积Aref。
步骤F.两次测量均是在相同气体测量同一条谱线，因此两次测量时积分腔和多通池内的压力、温度、气体浓度均相同；积分吸收面积A＝PxS(T)L，由此通过两次测量的积分吸收面积之比可准确获得积分腔系统的有效吸收光程
步骤G.根据步骤F中精确测定的左侧进入腔内从右侧透射出的光束以及右侧进入腔内从左侧透射出的光束在积分腔内的有效吸收程长，根据浓度反演公式：A＝PXSL，其中X为浓度，A为积分吸收面积，P为压强，L为有效吸收光程，得到所测对应气体的实时浓度，将其和相邻周期由波长调制技术得到的气体浓度作为比较对照，实现对气体浓度反演的实时校正。
进一步，气体浓度测量如下：把部分周期的激光器控制信号由三角波和正弦波的叠加信号变为三角波信号，改波长调制为直接吸收探测方式，将采集到的直接吸收信号送入基于LabVIEW的浓度反演程序中，结合精确测定的各光束在第一气体吸收池(13)内的有效吸收程长，得到所测对应气体的实时浓度，将其和相邻周期由波长调制技术得到的浓度进行对比，实现对浓度反演的实时校正。
有益效果：本发明排除了气体池外因为凹面镜产生的激光再注入现象而存在的较长的积分腔外的吸收光程，这部分光程中没有待测气体，如果计算在内会影响有效吸收程长的标定准确性，同时也可以对多个气体的浓度进行标定反演。
附图说明
图1是本发明的有效光程及气体浓度测量标定装置结构示意图；
图2是本发明的浓度测量校准方法流程图；
图3是本申请的浓度测量校准方法中的周期性扫描信号示意图。
图中：1—正弦波发生器，2—锯齿波发生器，3—加法器，4—第一激光控制器，5—第二激光控制器，6—第三激光控制器，7—第一量子级联激光器，8—第二量子级联激光器，9—第三量子级联激光器，10—合束器，11—准直器，12—第一凹面镜，13—第一气体吸收池，14—第一滤光片，15—第一光电探测器，16—第二凹面镜，17—第二滤光片，18—第二光电探测器，19—第二气体吸收池，20—第三光电探测器，21—第四光电探测器，22—密封箱，23—数据采集卡，24—计算机。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明一种有效光程测量的标定装置，包括密封气体检测器，密封气体检测器左端设有双光束混合激光器，密封气体检测器的右端设有单光束激光器，密封气体检测器连接有信息分析系统；
其中密封气体检测器包括密封箱22，密封箱22两侧设有允许光信号通过的透明窗，密封箱内并排设有第一气体吸收池13和第二气体吸收池19，第一气体吸收池13的左右两侧分别设有第一凹面镜12和第二凹面镜16，第一凹面镜12和第二凹面镜16的凹面与第一气体吸收池13两侧呈夹角设置，并且第一凹面镜12和第二凹面镜16上分别设有允许光纤穿过的小孔，第一凹面镜12和第二凹面镜16的反射光路上分别设有第一滤光片14和第二滤光片17，第一滤光片14和第二滤光片17分别连接有第一光电探测器15和第二光电探测器18；第一光电探测器15和第二光电探测器18与信息分析系统连接；密封箱22两侧透明窗处分别设有带有旋转盘的旋转镜，旋转镜配合反射镜将双光束混合激光器和单光束激光器的输入激光引入第二气体吸收池19，第二气体吸收池19两侧还分别设有第三光电探测器20和第四光电探测器21，引入第二气体吸收池19的激光在第二气体吸收池19内多次反射后离开第二气体吸收池19后分别被第三光电探测器20和第四光电探测器21接收；
所述双光束混合激光器包括相互连接的第一激光控制器4和第一量子级联激光器7、第二激光控制器5和第二量子级联激光器8，第一量子级联激光器7和第二量子级联激光器8通过合束器10连接有正对第一气体吸收池13左端的准直器11；
所述单光束激光器包括相互连接的第三激光控制器6和第三量子级联激光器9，第三量子级联激光器9连接有正对第一气体吸收池13右端的准直器11；
双光束混合激光器和单光束激光器连接有函数信号发生器，函数信号发生器包括正弦波发生器1和锯齿波发生器2，正弦波发生器1和锯齿波发生器2的输出通过加法器3分别与第一激光控制器4、第二激光控制器5和第三激光控制器6连接。
信息分析系统包括相互连接的数据采集卡23和计算机24，其中第一光电探测器15、第二光电探测器18、第三光电探测器20和第四光电探测器21分别通过数据采集卡23与计算机24连接。
气体吸收池由两个高反镜组成的腔结构，密封箱22上连接阀门以及气管，通过控制待测气体以及保护气体的量来控制第一气体吸收池13的待测气体浓度以及整个第一气体吸收池12中的气压大小；第一气体吸收池13左侧的光经准直器11准直后透过第一凹面镜12进入第一气体吸收池13中，多次反射后从第一气体吸收池13右侧透射出去，再经过第二凹面镜16的反射进入右侧的第二光电探测器18中，右侧的光与左侧相反，最终进入左侧的第一光电探测器15中。
其中，数据处理控制终端与函数信号发生器相连进行信号交互；函数信号发生器的输出端与加法器的输入端相连；加法器的输出端与激光控制器的输入端相连接,激光控制器的输出端与激光器的控制端相连接，由激光控制器根据所接收数据针对激光器进行控制；两台激光器的输出端与合束器的输入端相连接；密封箱两侧分别设置激光入射端与激光射出端,密封箱的激光入射端与激光射出端分别敞开，且彼此相连通，以及气体吸收池内部激光入射端与激光射出端之间连通区域的中心线为直线；气体吸收池的激光入射端与激光射出端分别密封设置高反射率透镜,且两个高反射率透镜的主光轴彼此共线；准直透镜的一端指向气体吸收池激光入射端上的高反射率透镜，气体吸收池激光射出端上的高反射率透镜指向凹球面镜，凹球面镜的反射光经过滤光片指向信号探测器的信号接收端，信号探测器的输出端与数据处理控制终端输入端相连接；准直透镜的另一端指向多通吸收池激光入射端，多通吸收池激光射出端指向信号探测器的信号接收端；气体吸收池表面设置气压控制管道，连通吸收池内外空间，并且在气压控制管道上设置阀门，通过气压控制管道输入、输出不与激光相融合的保护气体来调节样品池管道内的气压变化。
如图2所示，本发明提供一种碳氮排放协同测量有效光程的标定方法，包括如下步骤：
步骤A.将积分腔及光束双向耦合探测模式均调试至最佳状态。
步骤B.把两侧光束准直器和探测器之间包括积分腔在内的部分，连同一光程Lref已知的开放式多通吸收池，放入一密封箱内。
步骤C.在密封箱内充入一定浓度的相应气体，浓度以确保多通池中能测到较好信噪比的信号为宜。
步骤D.让每台激光器单独工作，首先将激光器的出射光束仅入射到积分腔内，测量得到此时的积分腔输出信号，利用直接吸收光谱技术进行测量，并由此得到直接吸收信号后拟合出积分吸收面积ACEAS。
步骤E.利用反射镜将光束入射到多通吸收池内，同样通过测量信号得到积分吸收面积Aref。
步骤F.两次测量均是在相同气体测量同一条谱线，因此两次测量时积分腔和多通池内的压力、温度、气体浓度均相同。积分吸收面积A＝PxS(T)L，由此通过两次测量的积分吸收面积之比可准确获得积分腔系统的有效吸收光程
步骤G.根据步骤F中精确测定的各光束在腔内的有效吸收程长，根据浓度反演公式，得到所测对应气体的实时浓度，将其和相邻周期由波长调制技术得到的浓度进行对比，实现对浓度反演的实时校正。
上述方案的优势是不受样品气体浓度和外界环境的影响，因此配气过程中的误差不会影响到有效吸收程长的标定。
系统长期工作运行时，根据仪器稳定性测试实验中获得的温度时长参数，以及温湿度变化的实时反馈数据，把部分周期的激光器控制信号由三角波和正弦波的叠加信号变为三角波信号，改波长调制为直接吸收探测方式，将采集到的直接吸收信号送入基于LabVIEW的浓度反演程序中，结合1)中精确测定的各光束在腔内的有效吸收程长，得到所测对应气体的实时浓度，将其和相邻周期由波长调制技术得到的浓度进行对比，实现对浓度反演的实时校正。对于4.3μm和4.5μm的两台被合束的激光器而言，测量时要严格进行时序控制，在一台激光器进行三角波扫描获取直接吸收信号时，需把另一台激光器的中心电流调至出光阈值电流以下，防止对彼此间的直接吸收信号产生干扰，研究中将采用的时序控制示意图如图3所示。
Claims (5)
1.一种有效光程及浓度测量标定装置，其特征在于：包括密封气体检测器，密封气体检测器左端设有双光束混合激光器，密封气体检测器的右端设有单光束激光器，密封气体检测器连接有信息分析系统；
其中密封气体检测器包括密封箱(22)，密封箱(22)两侧设有允许光信号通过的透明窗，密封箱内并排设有第一气体吸收池(13)和第二气体吸收池(19)，第一气体吸收池(13)的左右两侧分别设有第一凹面镜(12)和第二凹面镜(16)，第一凹面镜(12)和第二凹面镜(16)的凹面与第一气体吸收池(13)两侧呈夹角设置，并且第一凹面镜(12)和第二凹面镜(16)上分别设有允许光纤穿过的小孔，第一凹面镜(12)和第二凹面镜(16)的反射光路上分别设有第一滤光片(14)和第二滤光片(17)，第一滤光片(14)和第二滤光片(17)分别连接有第一光电探测器(15)和第二光电探测器(18)；第一光电探测器(15)和第二光电探测器(18)与信息分析系统连接；密封箱(22)两侧透明窗处分别设有带有旋转盘的旋转镜，旋转镜配合反射镜将双光束混合激光器和单光束激光器的输入激光引入第二气体吸收池(19)，第二气体吸收池(19)两侧还分别设有第三光电探测器(20)和第四光电探测器(21)，引入第二气体吸收池(19)的激光在第二气体吸收池(19)内多次反射后离开第二气体吸收池(19)后分别被第三光电探测器(20)和第四光电探测器(21)接收；
所述双光束混合激光器包括相互连接的第一激光控制器(4)和第一量子级联激光器(7)、第二激光控制器(5)和第二量子级联激光器(8)，第一量子级联激光器(7)和第二量子级联激光器(8)通过合束器(10)连接有正对第一气体吸收池(13)左端的准直器(11)；
所述单光束激光器包括相互连接的第三激光控制器(6)和第三量子级联激光器(9)，第三量子级联激光器(9)连接有正对第一气体吸收池(13)右端的准直器(11)；
双光束混合激光器和单光束激光器连接有函数信号发生器，函数信号发生器包括正弦波发生器(1)和锯齿波发生器(2)，正弦波发生器(1)和锯齿波发生器(2)的输出通过加法器(3)分别与第一激光控制器(4)、第二激光控制器(5)和第三激光控制器(6)连接。
2.根据权利要求1所述有效光程及浓度测量标定装置，其特征在于：信息分析系统包括相互连接的数据采集卡(23)和计算机(24)，其中第一光电探测器(15)、第二光电探测器(18)、第三光电探测器(20)和第四光电探测器(21)分别通过数据采集卡(23)与计算机(24)连接。
3.根据权利要求1所述有效光程及浓度测量标定装置，其特征在于：气体吸收池由两个高反镜组成的腔结构，密封箱(22)上连接阀门以及气管，通过控制待测气体以及保护气体的量来控制第一气体吸收池(13)的待测气体浓度以及整个第一气体吸收池(12)中的气压大小；第一气体吸收池(13)左侧的光经准直器(11)准直后透过第一凹面镜(12)进入第一气体吸收池(13)中，多次反射后从第一气体吸收池(13)右侧透射出去，再经过第二凹面镜(16)的反射进入右侧的第二光电探测器(18)中，右侧的光与左侧相反，最终进入左侧的第一光电探测器(15)中。
4.一种有效光程及浓度测量标定装置的应用方法，其特征在于步骤如下：
步骤A.将第一气体吸收池(13)的积分腔包含的两片高反镜调至平行，并且调节离轴使光在积分腔中反射次数最多，以及信号信噪比最佳；
步骤B.把两侧光束准直器和探测器之间包括积分腔在内的部分，连同一光程Lref已知的开放式多通吸收池作为第二气体吸收池(19)放入一密封箱内，密封箱(22)两侧都装有高透过率的平面镜；
步骤C.在密封箱(22)内充入待检测气体，待测气体的浓度以确保多通池中能测到较好信噪比的信号为宜。
步骤D.调试激光器，是所有激光器的出射光束仅入射到第一气体吸收池的积分腔内，测量得到此时的积分腔输出信号，利用直接吸收光谱技术进行测量，并由此得到直接吸收信号后拟合出积分吸收面积ACEAS；
步骤E.调整反射镜，将光束入射到第二气体吸收池(19)内，同样通过测量信号得到第二气体吸收池(19)的积分吸收面积Aref。
步骤F.两次测量均是在相同气体测量同一条谱线，因此两次测量时积分腔和多通池内的压力、温度、气体浓度均相同；积分吸收面积A＝PxS(T)L，由此通过两次测量的积分吸收面积之比可准确获得积分腔系统的有效吸收光程
步骤G.根据步骤F中精确测定的左侧进入腔内从右侧透射出的光束以及右侧进入腔内从左侧透射出的光束在积分腔内的有效吸收程长，根据浓度反演公式：A＝PXSL，其中X为浓度，A为积分吸收面积，P为压强，L为有效吸收光程，得到所测对应气体的实时浓度，将其和相邻周期由波长调制技术得到的气体浓度作为比较对照，实现对气体浓度反演的实时校正。
5.根据权利要求5所述的应用方法，其特征在于，气体浓度测量如下：把部分周期的激光器控制信号由三角波和正弦波的叠加信号变为三角波信号，改波长调制为直接吸收探测方式，将采集到的直接吸收信号送入基于LabVIEW的浓度反演程序中，结合精确测定的各光束在第一气体吸收池(13)内的有效吸收程长，得到所测对应气体的实时浓度，将其和相邻周期由波长调制技术得到的浓度进行对比，实现对浓度反演的实时校正。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311157955.3A CN117147494A (zh) | 2023-09-08 | 2023-09-08 | 一种有效光程及气体浓度测量标定装置及应用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311157955.3A CN117147494A (zh) | 2023-09-08 | 2023-09-08 | 一种有效光程及气体浓度测量标定装置及应用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117147494A true CN117147494A (zh) | 2023-12-01 |
Family
ID=88907777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311157955.3A Pending CN117147494A (zh) | 2023-09-08 | 2023-09-08 | 一种有效光程及气体浓度测量标定装置及应用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117147494A (zh) |
-
2023
- 2023-09-08 CN CN202311157955.3A patent/CN117147494A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5767976A (en) | Laser diode gas sensor | |
| CN101922974B (zh) | 一种激光参数性能测试自动标定装置及其方法 | |
| CN204086105U (zh) | 一种气体传感器系统 | |
| US11397149B2 (en) | Laser radar system apparatus for multi-wavelength measurement of atmospheric carbon dioxide concentration and vertical aerosol profile | |
| CN104280362B (zh) | 一种高温水汽激光光谱在线检测系统 | |
| CN111122496B (zh) | 一种免标定的气体浓度测量装置及方法 | |
| CN104596987A (zh) | 一种基于中红外光谱的长光程开放光路结合波长调制技术的痕量气体探测方法和装置 | |
| CN104335018B (zh) | 激光功率传感器 | |
| CN107356407A (zh) | 同步测量高功率光纤激光器功率、光谱和光束质量的装置 | |
| CN103604773A (zh) | 用于tdlas多种气体同时检测的激光合束器 | |
| CN108287058B (zh) | 校正高功率激光器m2测量系统热形变的装置及方法 | |
| CN101592598B (zh) | 一种基于近场光学行波吸收的痕量物质分析装置 | |
| CN112903628B (zh) | 一种负压状态下痕量气体检测方法 | |
| CN113607687A (zh) | 一种基于气体吸收光谱的单端漫反射多组分测量系统 | |
| CN108872100A (zh) | 一种多次增强光谱高精度氨气检测装置及检测方法 | |
| CN211478058U (zh) | 一种气体光谱分析仪 | |
| CN202092947U (zh) | 烟气气体含量激光在线检测系统的光轴调节机构 | |
| CN117147494A (zh) | 一种有效光程及气体浓度测量标定装置及应用方法 | |
| CN201811834U (zh) | 一种激光参数性能测试自动标定装置 | |
| CN110849838A (zh) | 基于硅基集成空芯光波导的多组分气体检测方法及装置 | |
| CN206862869U (zh) | 一种针对复杂气体光谱分析的多气室结构 | |
| CN202083626U (zh) | 自聚焦透镜准直的激光气体分析仪 | |
| CN109115721B (zh) | 基于可调谐激光器具有自校准功能的气体遥测装置 | |
| CN211263143U (zh) | 一种多组分气体遥测系统 | |
| CN109342317A (zh) | 一种用于平面黑材料的光学参数测试装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |