[发明专利]一种基于光致热弹性光谱的双组分气体检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于光致热弹性光谱的双组分气体检测系统，包括激光发生装置，所述激光发生装置连接气室，所述气室连接传感装置，所述传感装置连接输出装置，其特征在于，所述激光发生装置包括DFB驱动控制器一和DFB驱动控制器二，所述DFB驱动控制器一连接DFB激光器一，所述DFB驱动控制器二连接DFB激光器二，所述DFB激光器一和DFB激光器二共同连接耦合器；所述DFB激光器一和DFB激光器二的输出波长不同；

所述耦合器的输出端连接气室；

所述传感装置包括音叉一和音叉二，所述音叉一和音叉二的共振频率不同，所述音叉一和音叉二并排放置且叉面位于同一平面内，所述音叉一正向放置，所述音叉二倒置，所述音叉一和音叉二相邻的叉臂接近但不接触；

所述气室输出的激光束从音叉一和音叉二相邻的叉臂之间穿过并同时打在音叉一和音叉二上。

2.根据权利要求1所述的一种基于光致热弹性光谱的双组分气体检测系统，其特征在于：所述气室与传感装置之间设置准直器。

3.根据权利要求2所述的一种基于光致热弹性光谱的双组分气体检测系统，其特征在于：所述准直器采用0.3mm大光斑准直器。

4.根据权利要求1所述的一种基于光致热弹性光谱的双组分气体检测系统，其特征在于：所述气室采用长光程吸收气室。

5.根据权利要求1所述的一种基于光致热弹性光谱的双组分气体检测系统，其特征在于：所述输出装置包括与传感装置的输出端相连的前置放大器，所述前置放大器连接锁相放大器，所述锁相放大器连接数据采集器，所述数据采集器连接计算机。

6.一种基于光致热弹性光谱的双组分气体检测方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的一种基于光致热弹性光谱的双组分气体检测系统，包括以下步骤：

S1.根据两种被测气体X和Y的吸收峰调节激光发生装置，DFB驱动控制器一提供驱动电流和温度控制，并且为DFB激光器一提供驱动信号，使DFB激光器一发出对应气体X吸收峰波长的激光；DFB驱动控制器二提供驱动电流和温度控制，并且为DFB激光器二提供驱动信号，使DFB激光器二发出对应气体Y吸收峰波长的激光；耦合器将DFB激光器一和DFB激光器二发出的两种不同波长的激光合束后射入气室；

S2.待检测气体从进气口进气室，从出气口出气室，气室出射的激光经准直器入射到音叉一和音叉二的叉臂上，音叉一和音叉二吸收激光能量后发生光致热弹性效应，各自产生电流信号；

S3.音叉一和音叉二产生的电信号进入前置放大器后，前置放大器实现电流信号到电压信号的转换并对其放大，所述锁相放大器将电压信号进行解调，所述数据采集器将解调后的电压信号数据采集下来，然后将数据传输到计算机，进行信号处理和气体浓度的计算，最终完成双组分气体检测。