[发明专利]一种基于空间光路耦合的SF6

权利要求书

1.一种基于空间光路耦合的SF₆多种分解组分检测装置，包括激光光源、吸收池、MCT检测器，所述吸收池为圆柱体，吸收池的一侧设置中心带孔抛物面镜、另一侧设置抛物面镜，红外激光经中心带孔抛物面镜上的小孔射入吸收池内，在两面抛物面镜之间反射数次，反射过程中红外激光被待测气体吸收，反射后的红外激光从中心带孔抛物面镜上的小孔射出，其特征在于，

所述激光光源包括：n台量子级联激光器、一台信号控制器，n≥2；所述信号控制器向各量子级联激光器发送不同的特定波长控制信号，所述特定波长控制信号使得量子级联激光器发出特定波长的红外激光；其中，所述特定波长是量子级联激光器发出的红外激光的中心波段，对于任一量子级联激光器，所述特定波长控制信号使得该量子级联激光器发出的红外激光的中心波段与某一待测气体分解组分的波段一致；

所述检测装置包括红外激光光路，所述红外激光光路包括三个端口，第一端口连接吸收池设置中心带孔抛物面镜的一侧，第二端口连接量子级联激光器，第三端口连接MCT检测器。

2.根据权利要求1所述的基于空间光路耦合的SF₆多种分解组分检测装置，其特征在于，

所述信号控制器向所述量子级联激光器发送多个不同的特定波长控制信号，所述量子级联激光器根据接收到的所述特定波长控制信号发射出特定波长的红外激光；不同特定波长的红外激光经由红外激光光路射入所述吸收池；

在所述吸收池中，不同特定波长的红外激光在两面抛物面镜之间进行多次反射后，射出吸收池后经由红外激光光路射入MCT检测器。

3.根据权利要求1所述的基于空间光路耦合的SF₆多种分解组分检测装置，其特征在于，

所述量子级联激光器的台数n与待检测气体分解组分的种类数量一致。

4.根据权利要求2所述的基于空间光路耦合的SF₆多种分解组分检测装置，其特征在于，

所述每台量子级联激光器均安装有温度传感器、专用保险丝与静电放电吸收器，每台量子级联激光器的外侧装设铝制散热器。

5.根据权利要求2所述的基于空间光路耦合的SF₆多种分解组分检测装置，其特征在于，

所述红外激光光路包括：第一镀金反射镜、第二镀金反射镜、第三镀金反射镜、离轴抛物面镜和分束器；其中，第一镀金反射镜、第二镀金反射镜、第三镀金反射镜用于对红外激光进行反射，分束器用于对不同特定波长的红外激光进行合并，离轴抛物面镜用于控制红外激光的行进方向；

不同特定波长的红外激光依次经过第一镀金反射镜、分束器、第二镀金反射镜、第三镀金反射镜后，经中心带孔抛物面镜上的小孔射入吸收池内；

不同特定波长的红外激光在吸收池内的两面抛物面镜之间进行多次反射后，经中心带孔抛物面镜上的小孔射出吸收池后，依次经过第三镀金反射镜、离轴抛物面镜后，射入MCT检测器。

6.根据权利要求5所述的基于空间光路耦合的SF₆多种分解组分检测装置，其特征在于，

所述红外激光光路内部镀有黑色不反射膜。

7.根据权利要求1所述的基于空间光路耦合的SF₆多种分解组分检测装置，其特征在于，

所述MCT检测器，用于检测待测气体吸收后的红外激光；所述MCT检测器检测后的信号传送至数据采集卡，数据采集卡以1MSPS的速度将MCT检测器所发送的信号进行数字化，并用锁相放大器对所述数字信号进行解调。

8.根据权利要求7所述的基于空间光路耦合的SF₆多种分解组分检测装置，其特征在于，

所述锁相放大器的解调设置为正弦波调制的二次谐波，当激光在1hz的吸收线上调谐时，每秒记录2f-WMS频谱；其中，2f-WMS频谱采用基于波长调制光谱，即在慢锯齿坡道上使用正弦波；使用锁相放大器恢复正弦波调制产生的信号成分，并用低通滤波器抑制所有其他频率。