[发明专利]基于共心腔镜的激光拉曼气体检测装置

说明书

本发明涉及一种基于共心腔镜的激光拉曼气体检测装置，气体室外光路上同轴依次放置的第一反射镜，三棱镜、高压氦氖管，高压氦氖管输出的激光通过三棱镜到垂直光路的反射镜上，被反射后经过三棱镜和高压氦氖管从气体室一侧窗口垂直入射进气体室，进入的激光在焦点共心的两个凹面镜之间反复折射后，从气体室另一侧窗口出射到气体室外正对气体室开口的第二反射镜上，激光被第二反射镜反射回气体室内，再次进入两个凹面镜之间反复折射，多路气体由气体室上的进气口进入气体室，与激光反应产生拉曼信号，混合光通过气体室上的光谱仪模块收集，光谱仪模块处理信号送计算机分析生成拉曼频谱图。采用共心腔镜，提高了光线强度。能同时在线测量多种气体。

技术领域

本发明涉及一种气体检测方法，特别涉及一种基于共心腔镜的激光拉曼气体检测装置。

背景技术

石油，天然气等能源的开采存在着大量的混合气体，如何有效地将油气混合气体中不同气体检测分离出来是油气开采中的关键。气体检测的目的主要有以下三点：一是直接发现油气层；二是做好有毒有害气体的监测预警；三是发现非烃类气体矿藏。传统的检测方法，如气相色谱技术，存在着不能连续检测，且维护费用大的问题，而红外光谱技术，有限的检测范围也使其只能应用与相应环境下。因此，寻求一种有效的气体检测方法，该方法应能连续有效地分辨出多种气体，并有着较高的精度，对石油化工的发展有着极大的意义。拉曼光谱技术的应用使之成为可能。

发明内容

本发明是针对现在能源的开采中传统气体检测技术存在的问题，提出了一种基于共心腔镜的激光拉曼气体检测装置，能同时在线测量多种气体。

本发明的技术方案为：一种基于共心腔镜的激光拉曼气体检测装置，包括两个反射镜，三棱镜，两端带布鲁斯特窗的高压氦氖管，气体室，光谱仪模块，气体室上下进出气管，两个焦点共心的凹面镜，气体室外光路上同轴依次放置的第一反射镜，三棱镜、高压氦氖管，高压氦氖管输出的激光通过三棱镜到垂直光路的反射镜上，被反射后经过三棱镜和高压氦氖管从气体室一侧窗口垂直窗口入射进入气体室，进入的激光在两个凹面镜之间反复折射后，从气体室另一侧窗口出射到气体室外正对气体室开口的第二反射镜上，激光被第二反射镜反射回气体室内，再次进入两个凹面镜之间反复折射，多路气体由气体室上的进气口进入气体室，与激光反应产生拉曼信号，混合光通过气体室上的光谱仪模块收集，光谱仪模块处理信号送计算机分析生成拉曼频谱图。

所述高压氦氖管两端的布鲁斯特窗滤除了S偏振，使光线转换为线偏振光。

所述三棱镜按频率对光产生色散，分开各个频率的振荡光，具有选模作用。

所述光谱仪模块依次包括滤光片、单色仪以及传感器，接收的混合光中拉曼信号99%被滤光片透过后，单色仪收集光谱能量后送传感器。

本发明的有益效果在于：本发明基于共心腔镜的激光拉曼气体检测装置，结合有源腔增强技术和拉曼气体检测技术，采用有源腔，避免了无源腔的结构松散。采用共心腔镜，提高了光线强度。系统具有拉曼光谱技术和高精度检测的特点，能同时在线测量多种气体，并进行实时在线分析。整个系统紧凑，可靠性高，检测效果优良，有较好的操作性。

附图说明

图1为本发明基于共心腔镜的激光拉曼气体检测装置结构示意图。

具体实施方式