CN210347454U - 气体浓度分析仪 - Google Patents

Abstract

本公开涉及气体浓度分析仪。一种气体浓度分析仪包括：光源，被配置为发射激光；多个吸收池，被配置为分别容纳多组待测气体；分束单元，包括至少一个分束镜，所述分束单元被配置为将所述光源发射的激光分成多路测量光，以使得所述多路测量光分别透射通过各自对应的吸收池；探测单元，被配置为接收透射通过所述多个吸收池的多路测量光并且把所述多路测量光的强度转换为多个电信号；以及信号处理电路，被配置为接收探测单元输出的所述多个电信号，并且基于所述多个电信号得到待测气体的浓度。根据本公开的方案，能够实现多点同时测量气体浓度。

Description

气体浓度分析仪

技术领域

本公开涉及气体浓度检测，具体来说，涉及利用激光测量痕量气体浓度。

背景技术

为了降低烟气排放中的氮氧化物(NO_X)，燃煤电厂普遍采用选择性催化还原技术(SCR)或选择性非催化还原技术(SNCR)对排放的烟气进行脱硝处理。脱硝处理时，通常在烟气中注入氨水或尿素，使得主要成分氨气与氮氧化物发生化学反应，生成对环境无害的氮气和水汽。合理的控制氨注入量对于烟气脱硝处理至关重要，氨注入过少会导致氮氧化物转化效率过低，氨注入过量会导致过量氨气的产生，过量的氨气会逃出脱硝反应区，与工艺流程中产生的硫酸盐发生反应生成硫酸铵盐，铵盐会严重腐蚀下游烟气管道及其他设备，导致昂贵的维护费用。因此为了使烟气脱硝效率达到最优，同时降低氨气排放及消耗，必须对脱硝处理后烟气中残余的氮氧化物和逃逸的氨气浓度进行实时监控。

存在着对逃逸的氨气浓度和/或残余的氮氧化物浓度进行精确测量的需求。

另外，在例如环保领域，还存在着对其他各种痕量气体浓度进行精确测量的需求。

实用新型内容

本公开的目的之一是提供一种新型的气体浓度分析仪。

根据本公开的一个方面，提供了一种气体浓度分析仪，其包括：光源，被配置为发射激光；多个吸收池，被配置为分别容纳多组待测气体；分束单元，包括至少一个分束镜，所述分束单元被配置为将所述光源发射的激光分成多路测量光，以使得所述多路测量光分别透射通过各自对应的吸收池；探测单元，被配置为接收透射通过所述多个吸收池的多路测量光并且把所述多路测量光的强度转换为多个电信号；以及信号处理电路，被配置为接收探测单元输出的所述多个电信号，并且基于所述多个电信号得到待测气体的浓度。

在一些实施例中，所述分束镜包括楔角氟化钙基片。

在一些实施例中，所述分束镜包括在透射面上镀的增透膜。

在一些实施例中，所述分束单元中的分束镜被配置为使得所述多路测量光中的至少两路测量光的强度不同。

在一些实施例中，所述多组待测气体为从烟道的多个不同深度处分别采样得到的多组气体。

在一些实施例中，所述分束单元中的分束镜被配置为使得所述多路测量光的强度各不相同，其中对应于离烟道出口越近处采样得到的待测气体的测量光的强度越大。

在一些实施例中，所述待测气体包括氮氧化物，例如，一氧化氮气体。

在一些实施例中，所述待测气体包括氨气和/或氮氧化物(例如，一氧化氮气体)。

在一些实施例中，该气体浓度分析仪还包括参考池，所述参考池被配置为容纳已知浓度的参考气体，其中所述分束单元被配置为将所述光源发射的激光还分出一路参考测量光，以使得所述参考测量光透射通过所述参考池，所述探测单元被配置为还接收透射通过所述参考池的所述参考测量光并且把所述参考测量光的强度转换为参考电信号，以及所述信号处理电路被配置为还接收探测单元输出的所述参考电信号，并且基于所述参考电信号来校准所述光源发射的激光的波长。

在一些实施例中，气体浓度分析仪还包括参考池，所述参考池被配置为容纳已知浓度的参考气体，并且置于所述分束单元与所述多个吸收池中的一个吸收池之间或者置于所述多个吸收池中的一个吸收池与所述探测单元之间，以使得对应于所述一个吸收池的一路测量光还透射通过所述参考池。

在一些实施例中，所述光源为发射中红外波段的激光的连续波中红外量子级联激光器。

在一些实施例中，所述连续波中红外量子级联激光器包括分布反馈式连续波量子级联激光器或外腔式连续波量子级联激光器。

在一些实施例中，所述多个吸收池中的每一个为长度在20cm到40cm的范围内的单光程吸收池。

在一些实施例中，所述待测气体包括氨气和氮氧化物，所述光源包括第一激光器、第二激光器和合束器，第一激光器和第二激光器被配置为发射波长不同的第一激光和第二激光，合束器被配置为将第一激光和第二激光合成一束激光；所述分束单元被配置为将合束得到的所述激光分成多路测量光，其中每一路测量光都包括第一激光的一部分和第二激光的一部分；以及所述信号处理电路被配置为基于所述多个电信号分别得到待检测的氨气和氮氧化物的浓度。

在一些实施例中，第一激光的波长在9.04μm到9.09μm或8.889μm到8.936μm的范围内，第二激光的波长在5.14μm到5.19μm的范围内。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得更为清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1示出了根据本公开一些示例性实施例的气体浓度分析仪的示意性框图。

图2示出了根据本公开另一些示例性实施例的气体浓度分析仪的示意性框图。

图3示出了根据本公开又一些示例性实施例的气体浓度分析仪的示意性框图。

注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在一些情况中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，本公开并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。而且，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。

具体实施方式

下面将参照附图来详细描述本公开的各个示例性实施例。应注意到：以下对各个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，绝不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说，本文中的结构及方法是以示例性的方式示出，来说明本公开中的结构和方法的不同实施例。然而，本领域技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本公开的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

本公开提出了一种气体浓度分析仪，其用一个激光光源来同时测量多路气体浓度。具体而言，本公开采用包括分束镜的分束单元来将一个光源发射的激光分成多路测量光，以便能同时测量多个吸收池中的气体的浓度。通过上述方案，能够在不显著增加气体浓度分析仪的成本和体积的情况下，集成地实现多通道同时测量气体浓度。由此，例如，在进行工业脱硝处理的情况下，可以实时监测烟道内排放的氮氧化物和/或氨气的浓度，以便更好地控制脱硝处理。另外，在一些情况下，还可以同时检测多个不同部位采样的气体浓度，求各个浓度的平均值作为最终检测结果，以便提高检测气体浓度的精度。

为了更全面、清楚地理解本实用新型，下面将结合附图来详细描述根据本实用新型的气体浓度分析仪的结构。本领域技术人员均能理解，本实用新型并不限于图中所示结构，而是能够根据其工作原理改编适用于其它气体浓度分析仪结构。例如，图中示出的气体浓度分析仪中的各部件的构造和相对位置的布置都只是示例性的而非限制性的，本实用新型可以适用于或者经过简单修改而适用于任何适当的气体浓度分析仪的构造和布置。虽然下文中会主要以氮氧化物和氨气检测为例来讨论本实用新型的气体浓度分析仪，但是本领域技术人员均理解，本实用新型并不限于此，而是可以根据其工作原理适用于任何有相同需求的检测其它气体的气体浓度分析仪。

图1示出了根据本公开一些示例性实施例的气体浓度分析仪的示意性框图。应注意，实际的气体浓度分析仪可能还存在其它部件，而为了避免模糊本实用新型的要点，附图没有示出且本文也不去讨论其它部件。

如图1所示，该气体浓度分析仪包括光源110、分束单元120、吸收池130、探测单元140、信号处理电路150、和光源控制电路160。请注意，图中实线箭头表示光线的路径，而虚线箭头表示模块之间电气和/或机械地耦接。

在一些实施方式中，图1中的光源110可以由来自光源控制电路160的信号驱动，以发射期望的激光。

光源110可以发射中红外波段的激光，例如，可以为连续波中红外量子级联激光器(Quantum Cascade Laser，可简写为QCL)，包括分布反馈式连续波量子级联激光器(Distributed Feedback Continuous Wave Quantum Cascade Laser，简写为DFB-CWQCL)，其通常可以输出较窄的光谱，或者外腔式连续波量子级联激光器(External CavityContinuous Wave Quantum Cascade Laser，简写为EC-CW QCL)，其通常是宽谱可调谐的，可以在较宽的频率范围内快速改变波长。与近红外激光测量相比，采用中红外波段的激光来进行测量可以选择气体分子在中红外波段的高强度吸收谱线，因此大大减少水汽或其他分子等吸收的干扰，而且可以减少吸收光程，简化吸收池的结构。例如，可以使用长度在20cm到40cm的范围内的单光程吸收池。例如，可以选择波长在9.04μm到9.09μm或8.889μm到8.936μm的范围内的激光来测量氨气，和/或选择波长在5.14μm到5.19μm的范围内的激光来测量氮氧化物，例如，一氧化氮气体。

在一些实施方式中，可以采用连续波中红外量子级联激光器结合波长调制光谱技术来检测气体浓度，这能提高气体浓度测量的灵敏度和精度。可以采用本领域已知的或未来开发的各种处理方式来得到待检测气体的浓度，在此不再详细讨论。

如图1所示，光源110发射的激光到达分束单元120。分束单元120包括多个分束镜(120-1、120-2、……)以及一个反射镜120-N，用于将激光分成N路测量光输出，然后该N路测量光分别透射通过各自对应的吸收池130-1到130-N。本领域技术人员均理解，尽管图中未示出，但是在实际产品中可以根据需要在光源110与分束单元120之间和/或在分束单元120与吸收池130之间设置其它光学部件(例如准直器等)。虽然图1中示出了反射镜120-N，但是本领域技术人员均能理解反射镜是用来调整光路方向而并非必需的，也不限于仅一个反射镜。另外，图1中示出了N(N大于等于3)个通道同时测量，但是本领域技术人员均能理解，本公开也适用于2个通道同时测量，此时，分束单元120可以包括1个分束镜。在本文中，“多个”和“多路”等类似用语意指多于一个和多于一路。

与使用光纤分束器进行分束相比，本实用新型使用分束镜可以有效避免光学干涉，省去光学隔离器，这对于中红外波段激光测量是特别有利的。在一些实施方式中，分束镜120-1或120-2包括楔角氟化钙基片。使用楔角结构可以进一步确保分束镜面不会引起干涉条纹，提高测量精度。

在一些实施方式中，分束镜120-1或120-2包括在透射面上镀的增透膜，以便提高透射率。

在一些实施方式中，可以设计分束单元120中的分束镜的结构以使得分出来的多路测量光中的至少两路测量光的强度不同。例如，在SCR脱硝处理中需要同时监测烟道不同深度处的氮氧化物浓度时，由于在烟道出口处的氮氧化物浓度低，光谱吸收信号弱，测量精度要求高，因此可使用强度较高的光通道来进行测量，而由于烟道入口处的氮氧化物浓度高，光谱吸收信号强，则可使用强度较低的光通道来进行测量。分束单元120可以被设置为使得各路测量光的强度互不相同，其中对应于离烟道出口越近处采样得到的待测气体的测量光的强度越大，如此可以提高测量的准确度。可以通过各种已知或未来开发的技术来设计分束单元120以实现上述不均匀的强度要求，在此不再赘述。此时，各吸收池130中的待测气体可以为从烟道的多个不同深度处分别采样得到的多组气体。

如图1所示，分束单元120分出来的多路测量光分别透射通过各自对应的吸收池130-1到130-N，各个吸收池分别容纳各组待测气体。在一些实施方式中，吸收池130-1到130-N可以为单光程吸收池。相比于现有技术的多通池，单光程吸收池不需要用于多次反射的精密光学元件及经常性清洗和重新对光，因此使用单光程吸收池降低了成本和维护难度。在一些实施方式中，单光程吸收池的长度可以在20cm到40cm的范围内。选择以上长度在检测氮氧化物和氨气的情况下是特别有利的，其既能够满足测量精度，也能实现测量仪器小型化的需求。另外，在一些实施方式中，吸收池130可以为内表面镀特氟龙(Teflon)涂层的不锈钢吸收池，温度可以在大约室温到300℃的范围内。例如，可以通过在吸收池130的外表面使用加热片进行加热来控制温度，这样至少可以降低氨气吸附。

接着，如图1所示，激光透射通过吸收池130后到达探测单元140。该探测单元140被配置为接收透射通过多个吸收池的多路测量光并且把所述多路测量光的强度转换为多个电信号。然后信号处理电路150接收探测单元140输出的所述多个电信号，并且基于所述多个电信号分别得到各组待测气体的浓度。在一些实施方式中，探测单元140可以包括多个独立的探测器(如后面参考图2描述的)。该探测器可以为光电二极管。另外在一些情况下，信号处理电路150可以把检测结果或相关的处理结果反馈给光源控制电路160，以便调整对光源110的控制。

此外，在一些情况下，本公开的气体浓度分析仪还可以同时多点测量待测气体中的多种气体的浓度，例如同时测量多点采样的烟气中的氨气和氮氧化物的浓度。此时，在一些实施方式中，光源110可以包括第一激光器、第二激光器和合束器，第一激光器和第二激光器被配置为发射波长不同的第一激光和第二激光，合束器被配置为将第一激光和第二激光合成一束激光。分束单元120被配置为将合束得到的激光分成多路测量光，其中每一路测量光都包括第一激光的一部分和第二激光的一部分。检测单元140接收穿过吸收池130的多路测量光并转换成相应的多个电信号。信号处理电路150被配置为基于这多个电信号分别得到各组待检测气体中的氨气和氮氧化物的浓度。在时间要求没那么严格的另一些情况下，光源110也可以不用合束器，而是分时段让第一和第二激光器分别发射波长不同的第一和第二激光来分别检测两种气体的浓度。另外，光源110也可以仅包括一个宽谱可调谐的激光器，其可以分别发出所要求的波长不同的第一和第二激光来分别检测两种气体的浓度。本领域技术人员均能明白，本实用新型不限于仅同时检测两种气体的浓度，而是可以适用于同时检测两种以上的气体浓度。与现有技术相比，利用本申请的分析仪，能够采用同一种技术方案实现对多种气体浓度的同时测量，从而提高了检测效率以及检测系统的均一性。而且，多种气体的检测可以共用一个光路(包括一个吸收池)和中红外探测器，这可以简化光路设计，使用更少的元件，使得系统结构更稳定，尺寸更小。

图2示出了根据本公开另一些示例性实施例的气体浓度分析仪的示意性框图。图2与图1的区别在于，增加了一路参考气体检测。图2的其余部件都与图1相同，在此不再赘述。

由于光源110发射的激光波长容易受环境温度以及光源控制电路噪音的影响而发生漂移，因此为了提高测量的精确度，可以利用参考气体来定时或实时校准光源输出的激光波长。通过检测已知浓度的参考气体来得到校准信号，并把校准信号反馈给光源控制电路160，以便调节例如光源110中的激光器的驱动电流和/或温度来对输出波长漂移进行补偿。

如图2所示，气体浓度分析仪除了包括与图1类似的用于吸收池130-1到130-N的N条光路和探测器140-1到140-N之外，还包括一条专门用于参考池270的光路(包括分束单元120中的分束器120-0)和探测器140-0。

具体而言，分束单元120还可以包括分束器120-0，其将光源110发射的激光分出一路参考测量光。该参考测量光透射通过参考池270，参考池270中容纳有已知浓度的参考气体。探测单元140还可以包括探测器140-0，以接收透射通过参考池270的参考测量光，并且把参考测量光的强度转换为参考电信号，然后将参考电信号输出到信号处理电路150。信号处理电路150可以基于该参考电信号来校准光源110发射的激光的波长。也就是说，通过测量已知浓度的参考气体，确定当前激光波长的偏移，从而进行校准。

上述参考池270等的配置、参考气体的成分和浓度以及校准方法并不受到任何限制，而是可以采用已知的或未来开发的任何技术。

图3示出了根据本公开又一些示例性实施例的气体浓度分析仪的示意性框图。图3与图2的区别主要在于，不为参考池专门设置一个检测光路来进行检测，而是让参考池与包含实际待检测气体的吸收池共享一个检测光路。图3的其余部件都与图2相同，在此不再赘述。

如图3所示，气体浓度分析仪包括参考池370，其容纳已知浓度的参考气体，并且位于吸收池130-1与探测器140-1之间，以使得对应于吸收池130-1的一路测量光还透射通过参考池370。虽然图3示出的是将参考池370置于吸收池130-1与探测器140-1之间，但是实际上可以根据需要将参考池370放在分束单元120与探测器140-1之间的光路上的任何位置，例如可以置于分束单元120与吸收池130-1之间的光路上。可以采用已知的或未来开发的任何技术来设置该参考池370及其容纳的参考气体的成分与浓度、以及相应的校准方法。

前面结合图1到图3描述的本实用新型的技术尤其适用于工业现场氮氧化物和氨逃逸在线测量。使用该多光路结构，可以用一台设备实现SCR脱硝烟道多点同时测量，集成化更高。此外，可以进一步设置分束镜的结构以实现不同强度的分光，来用于不同通道的测量。例如，对于SCR脱硝出口，氮氧化物浓度低，光谱吸收信号弱，测量精度要求高，可使用功率较高的光通道来进行测量。而对于SCR脱硝入口，氮氧化物浓度高，光谱吸收信号强，则可使用功率较低的光通道来进行测量。

但是，本领域技术人员均能理解，本实用新型的应用不限于上述内容，而是可以适用于或简单修改后适用于各种气体浓度的测量。

在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等只是用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其它取向上操作。

在此所使用的词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、实用新型内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。

在此所使用的词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪声以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。

另外，前面的描述可能提及了被“连接”或“耦接”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的，除非另外明确说明，“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地，除非另外明确说明，“耦接”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦接”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。

另外，仅仅为了参考的目的，还可以在本文中使用“第一”、“第二”等类似术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。

在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。

本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。例如，多个操作可以结合成单个操作，而单个操作可以分布于多个操作中，并且各操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，其它实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其它各种实施例中可以改变操作顺序。而且，其它的修改、变化和替换同样是可能的。另外，上面描述的各个实施例和示例可以根据需要任意地组合，例如，某个实施例中描述的特定操作或细节也可以应用于其它实施例或示例。

另外，本公开的实施方式还可以包括以下示例：

1、一种气体浓度分析仪，其特征在于，包括：

光源，被配置为发射激光；

多个吸收池，被配置为分别容纳多组待测气体；

分束单元，包括至少一个分束镜，所述分束单元被配置为将所述光源发射的激光分成多路测量光，以使得所述多路测量光分别透射通过各自对应的吸收池；

探测单元，被配置为接收透射通过所述多个吸收池的多路测量光并且把所述多路测量光的强度转换为多个电信号；以及

信号处理电路，被配置为接收探测单元输出的所述多个电信号，并且基于所述多个电信号得到待测气体的浓度。

2、根据1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述分束镜包括楔角氟化钙基片。

3、根据1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述分束镜包括在透射面上镀的增透膜。

4、根据1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述分束单元中的分束镜被配置为使得所述多路测量光中的至少两路测量光的强度不同。

5、根据4所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述多组待测气体为从烟道的多个不同深度处分别采样得到的多组气体。

6、根据5所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述分束单元中的分束镜被配置为使得所述多路测量光的强度各不相同，其中对应于离烟道出口越近处采样得到的待测气体的测量光的强度越大。

7、根据6所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述待测气体包括氮氧化物。

8、根据1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述待测气体包括氨气和/或氮氧化物。

9、根据1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，还包括参考池，所述参考池被配置为容纳已知浓度的参考气体，

其中所述分束单元被配置为将所述光源发射的激光还分出一路参考测量光，以使得所述参考测量光透射通过所述参考池，

所述探测单元被配置为还接收透射通过所述参考池的所述参考测量光并且把所述参考测量光的强度转换为参考电信号，以及

所述信号处理电路被配置为还接收探测单元输出的所述参考电信号，并且基于所述参考电信号来校准所述光源发射的激光的波长。

10、根据1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，还包括参考池，所述参考池被配置为容纳已知浓度的参考气体，并且置于所述分束单元与所述多个吸收池中的一个吸收池之间或者置于所述多个吸收池中的一个吸收池与所述探测单元之间，以使得对应于所述一个吸收池的一路测量光还透射通过所述参考池。

11、根据1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述光源为发射中红外波段的激光的连续波中红外量子级联激光器。

12、根据11所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述连续波中红外量子级联激光器包括分布反馈式连续波量子级联激光器或外腔式连续波量子级联激光器。

13、根据1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述多个吸收池中的每一个为长度在20cm到40cm的范围内的单光程吸收池。

14、根据8所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述待测气体包括氨气和氮氧化物，

所述光源包括第一激光器、第二激光器和合束器，第一激光器和第二激光器被配置为发射波长不同的第一激光和第二激光，合束器被配置为将第一激光和第二激光合成一束激光；

所述分束单元被配置为将合束得到的所述激光分成多路测量光，其中每一路测量光都包括第一激光的一部分和第二激光的一部分；以及

所述信号处理电路被配置为基于所述多个电信号分别得到待检测的氨气和氮氧化物的浓度。

15、根据14所述的气体浓度分析仪，其特征在于，第一激光的波长在9.04μm到9.09μm或8.889μm到8.936μm的范围内，第二激光的波长在5.14μm到5.19μm的范围内。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (15)

1.一种气体浓度分析仪，其特征在于，包括：

光源，被配置为发射激光；

多个吸收池，被配置为分别容纳多组待测气体；

分束单元，包括至少一个分束镜，所述分束单元被配置为将所述光源发射的激光分成多路测量光，以使得所述多路测量光分别透射通过各自对应的吸收池；

探测单元，被配置为接收透射通过所述多个吸收池的多路测量光并且把所述多路测量光的强度转换为多个电信号；以及

信号处理电路，被配置为接收探测单元输出的所述多个电信号，并且基于所述多个电信号得到待测气体的浓度。

2.根据权利要求1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述分束镜包括楔角氟化钙基片。

3.根据权利要求1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述分束镜包括在透射面上镀的增透膜。

4.根据权利要求1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述分束单元中的分束镜被配置为使得所述多路测量光中的至少两路测量光的强度不同。

5.根据权利要求4所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述多组待测气体为从烟道的多个不同深度处分别采样得到的多组气体。

6.根据权利要求5所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述分束单元中的分束镜被配置为使得所述多路测量光的强度各不相同，其中对应于离烟道出口越近处采样得到的待测气体的测量光的强度越大。

7.根据权利要求6所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述待测气体包括氮氧化物。

8.根据权利要求1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述待测气体包括氨气和/或氮氧化物。

9.根据权利要求1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，还包括参考池，所述参考池被配置为容纳已知浓度的参考气体，

其中所述分束单元被配置为将所述光源发射的激光还分出一路参考测量光，以使得所述参考测量光透射通过所述参考池，

所述探测单元被配置为还接收透射通过所述参考池的所述参考测量光并且把所述参考测量光的强度转换为参考电信号，以及

所述信号处理电路被配置为还接收探测单元输出的所述参考电信号，并且基于所述参考电信号来校准所述光源发射的激光的波长。

10.根据权利要求1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，还包括参考池，所述参考池被配置为容纳已知浓度的参考气体，并且置于所述分束单元与所述多个吸收池中的一个吸收池之间或者置于所述多个吸收池中的一个吸收池与所述探测单元之间，以使得对应于所述一个吸收池的一路测量光还透射通过所述参考池。

11.根据权利要求1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述光源为发射中红外波段的激光的连续波中红外量子级联激光器。

12.根据权利要求11所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述连续波中红外量子级联激光器包括分布反馈式连续波量子级联激光器或外腔式连续波量子级联激光器。

13.根据权利要求1所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述多个吸收池中的每一个为长度在20cm到40cm的范围内的单光程吸收池。

14.根据权利要求8所述的气体浓度分析仪，其特征在于，所述待测气体包括氨气和氮氧化物，

所述光源包括第一激光器、第二激光器和合束器，第一激光器和第二激光器被配置为发射波长不同的第一激光和第二激光，合束器被配置为将第一激光和第二激光合成一束激光；

所述分束单元被配置为将合束得到的所述激光分成多路测量光，其中每一路测量光都包括第一激光的一部分和第二激光的一部分；以及

所述信号处理电路被配置为基于所述多个电信号分别得到待检测的氨气和氮氧化物的浓度。

15.根据权利要求14所述的气体浓度分析仪，其特征在于，第一激光的波长在9.04μm到9.09μm或8.889μm到8.936μm的范围内，第二激光的波长在5.14μm到5.19μm的范围内。

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