CN201081762Y

CN201081762Y - 一种多组分激光在线气体分析仪

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Publication number: CN201081762Y
Application number: CNU2008200827391U
Authority: CN
Inventors: 潘连富
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2018-01-24

Abstract

本实用新型涉及的一种应用于烟道气、管道气以及工业过程气等气体的实时多组分激光在线气体分析仪，包括光发射单元，光接收单元，光发射单元和光接收单元位于被测气体两侧。光发射单元内包括两个半导体激光器和一个至少有两个光学表面的光学元件；光接收单元内包括1个或2个光电传感器。发射单元包括箱体，箱体内安装有第一半导体激光器及其电子温度控制器、第二半导体激光器及其电子温度控制器、电路系统，及由有两个光学表面的光学玻片构成的光学元件，第一半导体激光器发射出的激光束依次透过光学玻片的两个光学表面，然后射出光发射单元，进入并穿过被测气体；第二半导体激光器发射出的激光束，经光学元件的一个光学表面反射后，然后发射出光发射单元进入并穿过被测气体。本实用新型可实现在线测量多种气体组分，无需采样预处理系统，测量精度高，稳定性好，维护周期长，安装方便；系统集成度高，元器件数量少，降低了整体成本，结构简单，可靠性高。

Description

一种多组分激光在线气体分析仪

技术领域

本实用新型涉及的是一种应用于烟道气、管道气以及工业过程气等气体的实时在线测量多组分气体中的多种气体组分的激光气体分析仪。在该装置中采用了半导体激光吸收光谱技术(diode laser absorption spectroscopy，缩写DLAS)，微弱信号检测技术，数字信号处理技术等高科技技术。该装置可以广泛应用于钢铁、冶金、石油、化工、环保、电力、建材等工业领域。

背景技术

目前工业应用的气体分析仪主要是基于电化学、气相色谱和光学三种分析技术。电化学的分析仪测量精度低，稳定性差，漂移大，使用过程中经常需要标定。同时，电化学的分析仪的工作寿命短，无法长期使用，不仅维护工作量大，而且经常需要更换，使用成本比较高。与之相比，气相色谱的气体分析仪测量精度较高，但是响应速度较慢，而且使用中色谱柱需要定期更换，使用成本仍然较高，更不利的是，气相色谱的气体分析仪需要采样预处理装置，首先用采样探头对过程气体采样，样气经过预处理装置除尘除水，然后送入气体分析仪器进行分析。在生产实践中发现，这类采样方式的气体分析系统存在诸多不足：(1)采样和预处理装置容易堵塞和损坏，维护和检修周期短，维护工作量大；(2)采样和预处理的过程中易发生气体吸附和泄漏，造成测量结果不准确；(3)采样和预处理过程导致分析系统响应时间迟滞，无法满足很多工业过程实时控制的要求；(4)采样和预处理装置使用较多运动部件，可靠性较差，寿命较短。

半导体激光吸收光谱分析技术(DLAS)是一种高灵敏度气体光学分析技术，可以用于分析气体、液体中化学组分含量，无需采样预处理装置，可以在线测量，应用越来越广泛。特定频率的半导体激光束穿过被测气体时，被测气体的吸收谱线对光束能量的吸收导致光强度衰减，可用Beer-Lambert关系准确表述：

I(v)＝I₀(v)exp[-S(T)Ф(v)PXL]

其中I₀(v)和I(v)分别表示频率为v的激光入射时和经过压力P、浓度X和光程L的气体后的光强。线强S(T)是温度T的函数，线形函数Φ(v)表征吸收谱线的形状，与气体的种类、压力、温度等有关。由Beer-Lambert关系可知，光强度的衰减与被测气体含量成正比，因此，该技术通过测量光强度衰减信息，从而可获得被测气体的浓度。

半导体激光的光频率具有可调谐性，一是通过改变半导体激光器的工作温度，另一种是通过改变激光器的工作电流。第二种方法可获得较快的频率调谐速度，因此DLAS技术普遍采用给半导体激光器注入一定频率的锯齿波电流使激光频率扫描过整条吸收谱线来获得完整的高分辨率“单线吸收光谱”数据。

基于DLAS技术的激光在线气体分析仪一般由光发射单元、光接收单元组成，光发射单元和接收单元安装在被测气体管道的两侧。半导体激光的光谱宽度极窄，远远小于气体吸收谱线的宽度，因此能够获得高分辨率“单线吸收光谱”数据，所以采用半导体激光器作为光源的激光在线气体分析仪具有测量精度高、响应速度快、不受背景气体交叉干扰等优点。

为了实现多种气体组分的同时测量，有一种现有技术是采用增加半导体激光器驱动电流的扫描范围，使输出激光的光频率扫描经过多种气体的吸收谱线。但是，由于半导体激光的光频率调节范围十分有限，一般不超过二十几纳米，因此，只有少数吸收谱线在一定频率范围内距离很近并且光谱强度相当的气体组合，例如CO和CO2，才便于同时测量，更多重要的气体组分却无法同时测量。例如在许多防爆安全监测中需要同时测量氧气和一氧化碳的含量，但是它们的近红外吸收谱线之间光频率距离超过700多纳米，按上述技术方案无法实现同时测量。

在工业现场应用中，光发射单元和接收单元安装在被测气体管道的两侧，气体管道直径根据现场情况从30到1500厘米之间，存在较大的变化。如果每台激光气体分析仪的机械结构都需要根据现场管道直径进行调整和定制化设计生产，那么标准化程度低，难以降低制造成本。同时，如果设计可以调节两束激光之间的夹角的机械固定机构，那么将增加机械结构的复杂度，降低系统的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种结构设计合理，部件少，加工装配简单，安装和调试方便的多组分激光在线气体分析仪，可以在线实时测量钢铁、冶金、石油、化工、环保、电力、建材等工业领域中烟道气、管道气以及工业过程气体中多种组分浓度。

本实用新型装置采用半导体激光吸收光谱分析技术，气体对激光强度的吸收遵循Beer-Lambert关系，通过测量激光光强度衰减信息，从而获得被测气体的浓度。

本实用新型装置通过电子温度控制器(TEC)分别控制两个激光器的温度，使激光输出光频率在被测气体吸收谱线附近，然后通过激光器电流源，提供给半导体激光器较低频率的锯齿波电流，使激光频率扫描经过气体吸收谱线。

同时，在较低频率的锯齿波电流之上叠加一较高频率正弦调制电流来高频调制激光频率。激光通过被测气体，经过气体吸收衰减后，由光电传感器接收，转变为电信号，然后采用相敏检测器提取放大信号中的二次谐波分量，该谐波分量和气体浓度成正比例关系。采用上述相敏检测技术，通过高频调制来显著降低激光器噪音对测量的影响，同时有效压缩噪音带宽。因此，可以获得相当好的检测灵敏度。

本实用新型装置包括光发射单元，光接收单元，光发射单元和光接收单元位于被测气体两侧。

光发射单元内包括两个半导体激光器和至少有两个光学表面的光学元件；激光器电流源输出激光器驱动电流，分别控制每一个半导体激光器输出光波长扫描经过一种被测气体的吸收光谱线；其中第一半导体激光器发射出的激光束依次透过光学元件的两个光学表面，然后射出光发射单元，进入并穿过被测气体；其中第二半导体激光器发射出的激光束，经光学元件的一个光学表面反射后，然后发射出光发射单元，进入并穿过被测气体。这样，上述两束激光在发射出光发射单元后，穿过被测气体的时候，光路可以完全重合。

根据光电传感器的光谱响应范围以及第一半导体激光器和第二半导体激光器发射的激光的频率，光接收单元内可以包括一个或者两个光电传感器。

通常光电传感器的光谱响应有一个较宽的范围，例如，Si材料的PIN型光电二极管一般光谱范围从200-1100nm，InGaAs材料的PIN型光电二极管的光谱范围从1100-1900nm。如果一种光电传感器光谱响应范围可以覆盖第一半导体激光器和第一半导体激光器发射出的激光波长，那么光接收单元可以采用下述方案：光接收单元内包括一个光电传感器，并且两个半导体激光器交替发射出激光，在同一个时间内只有其中一束激光由光接收单元内的光电传感器接收，并转化为电信号，这样可以避免两束激光信号之间的干扰。

如果一种光电传感器光谱响应范围不能够覆盖第一半导体激光器和第一半导体激光器发射出的激光波长，那么光接收单元可以采用下述方案：光接收单元内包括两个光电传感器和至少存在两个光学表面的光学元件。两个半导体激光器发射出的激光束进入光接收单元，激光束一部份依次透过光学元件的两个光学表面，然后由一个光电传感器接收，并转化为电信号；激光束另一部份由光学元件的一个光学表面反射后，由一个光电传感器接收，并转化为电信号。

所述光接收单元内光学元件的光学表面可以采用光学镀膜，增加对其中一个半导体激光器发射出的激光的透过率；增加对另一个半导体激光器发射出的激光的反射率。两个半导体激光器也可以交替发射出激光，在同一个时间内只有其中一束激光由光接收单元内的光电传感器接收，并转化为电信号。

光学元件采用光学玻璃材料。光发射单元内的光学元件的两个光学表面优选为两个平面，这两平面之间存在一个角度不为零的小夹角，这样可以避免激光在两平面之间多次反射的光束光路重合，发生多光束干涉(etalon)现象。多光束干涉(etalon)现象会导致传感器接受到的激光强度变化，产生为一种光学噪声。在有光学噪音情况下，测得的气体单线吸收光谱的信噪比会显著下降，从而影响气体浓度等测量的精度。

由于半导体激光器发射出的激光束具有较大的发散角，所以光发射单元内还包括一个准直透镜对激光会聚准直为平行光，也可以设计为包括两个准直透镜。

如果设计采用一个准直透镜，那么第一半导体激光器发射出的激光束直接透过光学元件，然后再经过准直透镜准直；第二半导体激光器发射出的激光束，由光学元件反射后，然后再经过同一个准直透镜准直。

如果设计采用二个准直透镜，那么第一半导体激光器发射出的激光束经过一个准直透镜准直，然后透过光学波片；第二半导体激光器发射出的激光束经过另一个准直透镜准直，然后由光学波片反射。上述第一种方案光学元器件数较少。

光学元件也可以优选为一个平凸透镜，该透镜的两个光学表面一个为平面，一个为凸面。这时，光发射单元内还可以包括一个准直透镜，第一半导体激光器发射出的激光束直接透过平凸透镜，成为准直激光束；第二半导体激光器发射出的激光束经过准直透镜准直，然后由平凸透镜的光学表面反射。平凸透镜既有准直第一半导体激光器发射出的激光束的作用，又具有反射改变第二半导体激光器发射出的激光光路方向的双重作用。

光发射单元内还包括一块窗口波片，两个半导体激光器发射出的激光由此窗口波片出射出光发射单元，进入并穿过被测气体，被测气体由窗口波片与光发射单元内部隔离。

光发射单元内的光学元件的光学表面可以进行光学镀膜，增加对第二半导体激光器发射出的激光的反射率和增强对第一半导体激光器发射出的激光的透过率。

作为优选，光接收单元内的光学元件的两个光学表面为两个平面，这两个平面之间有一个角度不为零的小夹角。上述光学元件的两个光学平面也可以优选为一个为平面，一个为凸面，形成一个平凸透镜。同时，接收单元内还可以包括一个会聚透镜，两个半导体激光器发射出的激光束进入接收单元，由会聚透镜会聚，然后再经过光学元件的透射和反射。

上述方案中光接收单元内还可以包括两个会聚透镜，两个半导体激光器发射出的激光束进入接收单元，一束透过光学元件，再由会聚透镜会聚；另一束由光学元件反射，再由会聚透镜会聚。

光接收单元内还可以包括一块窗口波片，两个半导体激光器发射出的激光穿过被测气体，由此窗口波片进入光接收单元。被测气体通过窗口波片与光接收单元内部隔离。

本实用新型具有以下优点和效果：1)实现实时在线测量，无需采样预处理系统，测量精度高，稳定性好，维护周期长，维护简单，安装和调试方便。2)可以同时测量多种气体组分，不同气体组分的机械和电子通道大部分重合，系统集成度高，元器件数量少，降低了整体成本。3)针对各种不同测量光程，结构不需要进行调整，可适应各种工业现场的需求。4)光学元器件少，结构简单，系统可靠性高。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2光学元件7的主视图。

图3为图2的侧视图。

图4为实施例2的结构示意图。

图5光学元件26的主视图。

图6图5的侧视图。

具体实施方式

以下实施例对本实用新型的结构、功能和应用等情况做进一步的说明，是本实用新型几种比较好的应用形式，但是本实用新型的范围并不局限在以下的实施例。

实施例1

如图1所示，为同时测量HCl和H₂O含量的激光在线气体分析仪，包括光发射单元，光接收单元，光发射单元和光接收单元直接安装到被测气体管道两侧，也即是在被测气体两侧。

发射单元由箱体1和发射端连接件9组成。箱体1内安装有第一半导体激光器5、第二半导体激光器3、第一半导体激光器电子温度控制器4、第二半导体激光器电子温度控制器2、准直透镜6、光学玻片7和电路系统8，准直透镜6能够沿主光轴一维调节安装位置并固定紧固。

电路系统8由激光器电流源、激光器温度控制电流源、系统电源等组成。其中激光器电流源和第一半导体激光器5、第二半导体激光器3在电路上相连接；激光器温度控制电流源和第一半导体激光器电子温度控制器4、第二半导体激光器电子温度控制器2在电路上相连接。激光器电流源输出激光器驱动电流，控制第一半导体激光器5输出光波长扫描经过1.8μm的HCl的吸收光谱线；控制第二半导体激光器3输出光波长扫描经过1.3μm的H₂O的吸收光谱线。

如图2、图3所示，作为光学元件的光学玻片7，采用光学材料BK7制作，有两个经过抛光处理的光学表面21和22。这两个光学表面为两个圆形平面，两个平面之间存在0.5度左右的夹角。两平面镀光学薄膜，增强第一半导体激光器发射出的激光束的透过率和增强第二半导体激光器发射出的激光束的反射率。光学玻片与主光轴成45°角。

第一半导体激光器5和第一半导体激光器电子温度控制器4结构上连接。第二半导体激光器3和第二半导体激光器电子温度控制器2结构上连接。通过半导体激光器电子温度控制器可以控制半导体激光器的温度。第一半导体激光器5和第二半导体激光器3都可以在垂直于光轴的平面内两维平移调节安装位置并固定紧固。

第一半导体激光器5发射出的激光束依次透过光学玻片7的两个光学表面，然后激光再经过准直透镜6。第二半导体激光器发射出的激光束经过光学波片7的光学表面的反射，然后再经过准直透镜6。沿主光轴调节准直透镜6的安装位置，使出射激光成为平行光束，在此处固定紧固准直透镜6。分别在垂直于光轴的平面内调节第一半导体激光器5和第二半导体激光器3的安装位置，使经过准直透镜的出射激光与主光轴平行，并固定紧固第一半导体激光器5和第二半导体激光器3。这样，两束激光光路重合，然后通过发射端窗口波片10射出光发射单元，进入并穿过被测气体。

发射端连接件9一端连接箱体1，另一端和法兰13连接，在应用现场可以在此处安装拆卸发射端，方便多组分激光在线气体分析仪的安装和维护。然后，法兰13再和法兰31连接，法兰31再连接被测气体管道。发射端连接件9内安装有发射端窗口波片10，该窗口波片的一侧与被测气体管道内气体接触，另一侧与箱体1内气体环境接触，通过O型圈(图中未画出)气密隔离上述两侧气体环境，防止箱体内精密光学元器件受到被测气体管道内粉尘、液滴等的污染。在发射端窗口波片10面向被测气体管道内气体的一侧，靠近发射端窗口波片10的发射端连接件9的壁上安装有通气孔11，可以通入工业氮气或者压缩空气进行吹扫，形成局部正压环境，最大程度保护发射端窗口波片10，延缓波片被污染的时间。

接收单元由箱体23和接收端连接件24组成。箱体23内安装有光电传感器16、接收端会聚透镜15、电路系统17。光电传感器16采用InGaAs材料的PIN管，它的光谱响应范围从1100-1900nm，可以覆盖两个半导体激光器发射出的激光波长。工作时，发射端两个半导体激光器交替发射出激光，在同一个时间内只有其中一束激光由光接收单元内的光电传感器接收，这样可以避免两种气体测量之间的干扰。激光信号由光电传感器16转变为电信号，经过电路系统17的信号调理，放大，模数转换，数字信号处理等过程，最后获得被测气体浓度。

接收端连接件24一端连接箱体23，另一端通过法兰连接被测气体管道。接收端连接件24内安装有接收端窗口波片14，与连接件9及其内的发射端窗口波片10对称安装。窗口波片14的一侧与被测气体管道内气体接触，另一侧与箱体23内气体接触，也通过O型圈气密隔离上述两侧气体环境。连接件24的壁上安装有供工业氮气或者压缩空气流通的通气孔11。

实施例2

如图4所示，为同时测量O₂和CO含量的激光在线气体分析仪，包括光发射单元，光接收单元，光发射单元和光接收单元通过被测气体管道25连接，也即是在被测气体两侧。

发射单元由箱体1和发射端连接件9组成。箱体1内安装有第一半导体激光器5、第二半导体激光器3、第一半导体激光器电子温度控制器4、第二半导体激光器电子温度控制器2、第二半导体激光器准直透镜29、光学元件26、电路系统8。

电路系统8的组成与实施例1相同。激光器电流源输出激光器驱动电流，控制第一半导体激光器5输出光波长扫描经过0.76μm的O₂的吸收光谱线；控制第二半导体激光器3输出光波长扫描经过1.5μm的CO的吸收光谱线。

光学元件26采用平凸透镜，如图5、图6所示，由光学材料BK7制作，有两个经过抛光处理的光学表面27和28。这两个光学表面一个为圆形平面，一个为圆形凸面，镀光学薄膜，增强第一半导体激光器5发射出的激光束的透过率和增强第二半导体激光器3发射出的激光束的反射率。平凸透镜26的平面与主光轴成45度夹角，并且能够沿主光轴一维调节安装位置并固定紧固。

第一半导体激光器5发射出的激光束依次透过平凸透镜26的两个光学表面，发生光学折射现象，出射激光会发生会聚。沿主光轴调节准直透镜26的安装位置，使出射激光会聚成为平行光束，在此处固定紧固准直透镜26。第二半导体激光器3发射出的激光束经过准直透镜29准直为平行光束，然后经过平凸透镜26的光学表面28(该表面为平面)的反射。

分别在垂直于光轴的平面内调节第一半导体激光器5和第二半导体激光器3的安装位置，使经过平凸透镜26的出射激光于主光轴平行，并固定紧固第一半导体激光器5和第二半导体激光器3。这样，两束激光光路重合，然后通过发射端窗口波片10射出光发射单元，进入并穿过被测气体。

发射端连接件9内安装有发射端窗口波片10，该窗口波片的一侧与被测气体管道25内气体接触，另一侧与箱体1内气体环境接触，通过O型圈气密隔离上述两侧气体环境。在发射端窗口波片10与被测气体管道25内气体相连的一侧安装有通气孔11，可以由此处通过外部管道引入被测气体。

接收单元由箱体23和接收端连接件24组成。箱体23内安装有光电传感器16、光电传感器30、接收端准直透镜18、接收端准直透镜19、光学元件20、电路系统17。光电传感器16采用Si材料的PIN管，它的光谱响应范围从200-1100nm，可以覆盖O₂的吸收光谱线。光电传感器30采用InGaAs材料的PIN管，它的光谱响应范围从1100-1900nm，可以覆盖CO的吸收光谱线。

光学元件20为光学玻片，形状如图2、图3所示，采用光学材料BK7制作，有两个经过抛光处理的光学表面21和22。这两个光学表面为两个圆形平面，这两个平面之间存在0.5度左右的夹角。两平面镀光学薄膜，增强第一半导体激光器发射出的激光束的透过率和增强第二半导体激光器发射出的激光束的反射率。光学玻片与主光轴成45度角。

第一半导体激光器5发射出的激光束依次透过光学玻片20的两个光学表面，然后激光再经过会聚透镜19会聚到光电传感器16。第二半导体3激光器发射出的激光束经过准直透镜29、光学波片的光学表面22的反射，然后激光再经过会聚透镜18会聚到光电传感器30。激光信号由光电传感器16、30转变为电信号，经过电路系统17的信号调理，放大，模数转换，数字信号处理等过程，最后获得被测气体浓度。

接收端连接件24一端连接箱体23，另一端通过窗口玻片14连接被测气体管道25。窗口波片14的一侧与被测气体管道内气体接触，另一侧与箱体23内气体环境接触，通过0型圈气密隔离上述两侧气体环境。在接收端窗口波片14与被测气体管道25内气体相连的一侧安装有供被测气体流通的通气孔11。

Claims

1.一种多组分激光在线气体分析仪，包括光发射单元，光接收单元，光发射单元和光接收单元位于被测气体两侧，其特征在于：光发射单元内包括两个半导体激光器和至少有两个光学表面的光学元件；光接收单元内包括1个或2个光电传感器。

2.根据权利要求1所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：发射单元包括箱体(1)，箱体(1)内安装有第一半导体激光器(5)及其电子温度控制器(4)、第二半导体激光器(3)及其电子温度控制器(2)、电路系统(8)，及由有两个光学表面的光学玻片(7)构成的光学元件，第一半导体激光器发射出的激光束依次透过光学玻片(7)的两个光学表面，然后射出光发射单元，进入并穿过被测气体；其中第二半导体激光器发射出的激光束，经光学元件的一个光学表面反射后，然后发射出光发射单元，进入并穿过被测气体。

3.根据权利要求2所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：光学玻片(7)有两个经过抛光处理的光学表面(21)和(22)，两平面镀光学薄膜，增强第一半导体激光器发射出的激光束的透过率和增强第二半导体激光器发射出的激光束的反射率。

4.根据权利要求2或3所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：发射单元内还包括一个准直透镜(6)，第一半导体激光器发射出的激光束直接透过光学玻片(7)，然后再经过准直透镜准直；第二半导体激光器发射出的激光束，由光学玻片(7)反射后，然后再经过准直透镜准直。

5.根据权利要求2或3所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：发射单元内还包括二个准直透镜，第一半导体激光器发射出的激光束经过一个准直透镜准直，然后透过光学玻片(7)；第二半导体激光器发射出的激光束经过另一个准直透镜准直，然后经过光学玻片(7)反射。

6.根据权利要求1所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：发射单元包括箱体(1)，箱体(1)内安装有第一半导体激光器(5)及其电子温度控制器(4)、第二半导体激光器(3)及其电子温度控制器(2)、准直透镜、有两个光学表面的光学元件和电路系统(8)。

7.根据权利要求6所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：箱体(1)内的光学元件采用平凸透镜(26)，有两个经过抛光处理的光学表面(27)和(28)，这两个光学表面一个为平面，一个为凸面，第一半导体激光器发射出的激光束经过平凸透镜(26)的准直，然后射出光发射单元，进入并穿过被测气体；其中第二半导体激光器发射出的激光束，经平凸透镜(26)的一个为平面的光学表面(28)反射后，然后发射出光发射单元，进入并穿过被测气体。

8.根据权利要求7所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：平凸透镜(26)镀光学薄膜，增强第一半导体激光器发射出的激光束的透过率和增强第二半导体激光器发射出的激光束的反射率。

9.根据权利要求1所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：接收单元包括箱体(23)，箱体(23)内安装有光电传感器(16)、光电传感器(30)、电路系统(17)，及由有两个光学表面的光学玻片(20)构成的光学元件，激光束进入光接收单元，激光束一部份依次透过光学玻片(20)的两个光学表面，然后由一个光电传感器接收；激光束另一部份由光学玻片(20)的一个光学表面反射后，由另一个光电传感器接收。

10.根据权利要求9所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：接收单元内还包括一个会聚透镜，激光束进入接收单元，由会聚透镜会聚，然后再经过光学玻片(20)的透射和反射。

11.根据权利要求9所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：接收单元包括箱体(23)，箱体(23)内安装有光电传感器(16)、接收端会聚透镜(15)、电路系统(17)，发射单元内的两个半导体激光器交替发射出激光，在同一个时间内只有其中一束激光由光接收单元内的光电传感器接收，并转化为电信号。

12.根据权利要求1或2或3或9所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：光发射单元内的光学玻片(7)和光接收单元光学玻片(20)的两个光学表面均为两个平面，这两个平面之间有一个角度不为零的小夹角。

13.根据权利要求2或6或7所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：电路系统(8)由激光器电流源、控制激光器温度的电流源、系统电源等组成，其中激光器电流源和第一半导体激光器(5)、第二半导体激光器(3)连接；激光器温度控制电流源和第一半导体激光器电子温度控制器(4)、第二半导体激光器电子温度控制器(2)连接。

14.根据权利要求1或2或9所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：连接件(9)一端连接箱体(1)，另一端和法兰(13)连接，法兰(13)再和法兰(31)连接，法兰(31)再连接被测气体管道，连接件(9)内安装有发射端窗口波片(10)，该窗口波片的一侧面向被测气体管道内气体，另一侧面向箱体(1)内气体环境，通过波片气密隔离上述两侧气体环境，在靠近窗口波片(10)与被测气体管道内气体相连一侧的连接件(9)的壁上安装有可以通入工业氮气或者压缩空气的通气孔(11)；连接件(24)及其内的窗口波片(14)与上述连接件(9)及其内的窗口波片(10)对称安装连接箱体(23)。

15.根据权利要求9或11所述的多组分激光在线气体分析仪，其特征是：接收单元还包括连接件(24)及其内的窗口波片(14)与发射单元的连接件(9)及其内的窗口波片(10)对称安装连接箱体(23)，另一端连接被测气体管道(25)，管道(25)装有可以供被测气体流通的通气孔(11)，连接件(24)内安装有接收端窗口波片(14)的一侧面向被测气体管道内气体，另一侧面向箱体(23)内气体环境，通过波片气密隔离上述两侧气体环境。