[实用新型]一种具有同位素参比腔的激光气体检测装置

说明书

本实用新型公开了一种具有同位素参比腔的激光气体检测装置。包括激光发射单元101、探测单元103以及连接气室单元102，激光发射单元101、探测单元103分别位于连接气室单元102两端，激光发射单元101包含激光器5、激光器温控装置6、激光器驱动电路板1、激光器温度控制板3、透镜A11，探测单元103包括光电探测器18、信号处理电路板21、透镜B31，激光发射单元101还包括灌封了被测气体的同位素参比腔A26，探测单元102还包括灌封了被测气体的同位素参比腔B27；激光器5位于同位素参比腔A26内。本实用新型结构简单，可靠性高，当激光器输出波长漂移出一定范围，同位素参比腔稳定的吸收峰为找寻被测气体吸收峰提供了准确的参考，为软件纠偏提供了重要依据。

技术领域

本实用新型涉及一种激光气体检测装置及方法，具体地说是一种具有同位素参比腔的激光气体检测装置。

背景技术

激光气体分析检测一般采用可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术进行气体浓度检测。当一束具有连续波长的红外光通过某物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量发生能级跃迁，该处波长的光会被物质吸收，从而形成该物质分子的特征红外吸收光谱。

激光输出波长与工作电流和工作温度有关。一些现场环境温度变化较大、硬件使用时间过长等会使激光器输出波长发生变化，导致被测气体吸收峰发生漂移。当激光器输出波长漂移出一定范围，仪器无法进行测量。另外，在实际低浓度的测量中，有时无法判断是实际浓度过低还是激光器波长漂移出扫描范围，导致误测。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的问题提供了一种具有同位素参比腔的激光气体检测装置及方法。

本实用新型的技术解决方案是：一种具有同位素参比腔的激光气体检测装置，包括激光发射单元、探测单元以及连接气室单元，激光发射单元、探测单元分别位于连接气室单元两端，所述激光发射单元包含激光器、激光器温控装置、激光器驱动电路板、激光器温度控制板、透镜A，所述探测单元包括光电探测器、信号处理电路板、透镜B，所述激光发射单元还包括灌封了被测气体的同位素参比腔A，所述探测单元还包括灌封了被测气体的同位素参比腔B；所述激光器位于同位素参比腔A内，所述光电探测器位于同位素参比腔B内。

根据本实用新型实施例，所述同位素参比腔A、同位素参比腔B上部分别设置有灌封用通孔，灌封完成后用橡胶软塞和堵头加专用胶水进行封存。

根据本实用新型实施例，所述激光器温度控制板通过专用胶水密封粘接在激光器安装座上，所述激光器驱动电路板通过连接螺钉固定在所述激光器安装座上；所述光电探测器通过螺钉压紧密封圈密封固定在探测器安装座上，所述光电探测器引线由探测器安装座上的通孔穿出与信号处理电路板相连，信号处理电路板通过连接螺钉固定在探测器安装座上。

根据本实用新型实施例，所述连接气室单元包括连接气室、出气口、进气口，连接气室安装在气室固定板上，气室固定板安装在底座上，连接气室两端设有气室密封圈A、气室密封圈B。

根据本实用新型实施例，所述透镜A通过压紧环A螺纹压紧密封圈A方式固定在发射端安装座上；所述透镜B通过压紧环B螺纹压紧密封圈B方式固定在接收端安装座上；其作用为：1.固定透镜；2.密封同位素参比腔。

根据本实用新型实施例，所述连接气室上还设有温控装置，所述温控装置包括加热棒、温度传感器，加热棒通过加热棒压紧片固定在连接气室上，温度传感器通过导热硅胶粘接埋入连接气室。

根据本实用新型实施例，所述同位素参比腔A、同位素参比腔B灌封的为被测气体同位素或与被测气体吸收谱线相邻近的气体；同时，同位素气体具有非吸附性、非腐蚀性，且稳定性好，密封性好，不会对激光发射单元以及探测单元产生影响。

所述的激光器采用VCSEL或者DFB激光器。