[发明专利]一种多组分痕量气体传感器检测系统及其检测方法

说明书

本发明公开了一种多组分痕量气体传感器检测系统及其检测方法，第一光源驱动器分别与第一激光器、第三激光器相连，第二光源驱动器分别与第二激光器、第四激光器相连；第一耦合器的一端分别与第一激光器、第三激光器相连，另一端与光声气室的一端相连；第二耦合器的一端通过光纤分别与第二激光器、第四激光器相连，另一端通过光纤与光声气室的另一端相连；在所述光声气室中产生的信号通过微音器与前置放大器的输入端相连，前置放大器的输出端与锁相放大器的输入端相连；信号发生器的调制信号输出端分别与第一光源驱动器和第二光源驱动器的调制信号输入端相连，锁相放大器的信号输出端和数据采集器相连，数据采集器的输出端与计算机系统相连。

技术领域

本发明涉及气体检测系统技术领域，具体地涉及一种多组分痕量气体传感器检测系统。

本发明还涉及一种多组分痕量气体传感器检测系统的检测方法。

背景技术

随着社会的进步和发展，人们的环保意识越来越强，环境问题也就变得尤为重要。气体检测作为环境监测的重要部分，当然也就受到了广泛关注。气体检测技术不仅可以应用在大气的气体检测中，更能够应用在人类日常生活、工业发展以及航空航天技术当中。尤其是近年来，出现的运用光声光谱的方法来检测多组分的痕量气体，使得气体检测技术有了明显的提高。运用该技术检测气体，提高了气体检测的稳定性同时提高了检测气体的效率。

传统的光声光谱技术是在光声效应的基础上实现的，通过光声效应对实验结果中的吸收光谱进行分析，进而检测出气体的幅值和浓度。因现有的技术虽然能检测出气体，但是检测的效率还比较低而且每次实验能检测出的气体的种类也是非常受限的。因此，想到了通过频分复用和时分复用相结合的光声光谱的技术来实现对多组分痕量气体的检测。运用频分复用的技术可以有效的缩短检测的时间，在相同的时间内检测多种痕量气体；而运用时分复用的技术则可以将检测出的多种痕量气体的二次谐波信号同时显示出来，增强了气体吸收过程中声波信号，进一步提高检测的极限。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种多组分痕量气体传感器检测系统，本发明运用了频分复用与时分复用相结合的技术，使用不同的调制频率以及更少的锁相放大器和驱动器，能够同时检测出四种痕量气体。而且还可以同时输出四种痕量气体信号的二次谐波。相比与传统多组分气体检测，使用了更少的仪器检测出了更多种类的气体，缩短了气体检测的时间，提高了检测效率。

本发明还提供了一种多组分痕量气体传感器检测系统的检测方法。

为实现上述技术目的，本发明所采取的技术方案是：一种多组分痕量气体传感器检测系统，包括第一光源驱动器、第二光源驱动器、第一耦合器、第二耦合器、第一激光器、第二激光器、第三激光器、第四激光器、光声气室、前置放大器、数据采集器、锁相放大器、信号发生器以及计算机系统，所述第一光源驱动器分别与第一激光器、第三激光器相连，所述第二光源驱动器分别与第二激光器、第四激光器相连；所述第一耦合器的一端通过光纤分别与第一激光器、第三激光器相连，另一端通过光纤与光声气室的一端相连；所述第二耦合器的一端通过光纤分别与第二激光器、第四激光器相连，另一端通过光纤与光声气室的另一端相连；在所述光声气室中产生的信号通过微音器与前置放大器的输入端相连，所述前置放大器的输出端与锁相放大器的输入端相连；所述信号发生器的调制信号输出端分别与第一光源驱动器和第二光源驱动器的调制信号输入端相连，所述锁相放大器的信号输出端和数据采集器相连，数据采集器的输出端与计算机系统相连。

进一步的，所述光声气室内部设置有缓冲室和共振腔，所述光声气室是一种通过光声效应产生声波进而对声波进行放大滤波的一种装置，光声气室的一端设置有第一准直器，另一端设置有第二准直器，所述第一激光器、第三激光器的信号经过第一耦合器耦合处理后通过第一准直器进入缓冲室，然后再进入共振腔；所述第二激光器、第四激光器的信号经过第二耦合器耦合处理后通过第二准直器进入缓冲室，然后再进入共振腔；所述光声气室的上方还设有进气口和出气口。