[发明专利]分布式TDLAS气体检测系统及方法

摘要

本申请公开了一种分布式TDLAS气体检测系统及方法，所述气体检测系统包括激光发出与转换接收部分、测试和分析装置、光路切换装置及不少于两个的测量气室；光路切换装置根据测试和分析装置的指令，将来自激光发出与转换接收部分的入射激光导入多个测量气室中的指定测量气室的光路；测量气室可通入待测气体，入射激光在测量气室中多次反射，被目标气体吸收后形成透射激光，透射激光反射回光路切换装置，光路切换装置将从该指定测量气室接收到的透射激光导入激光发出与转换接收部分。由此，可采用一套TDLAS气体检测系统配置多个分布于各个地方的测量气室，检测各测量气室的目标气体浓度，降低了TDLAS气体检测系统的综合成本，提高了系统的使用效率。

主权项

一种分布式TDLAS气体检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：激光发出与转换接收部分、测试和分析装置、光路切换装置及不少于两个的测量气室；其中：所述激光发出与转换接收部分，根据气体吸收光谱，确定目标气体吸收峰的中心位置，产生与目标气体吸收峰的中心位置对应的入射激光；将所述入射激光输入到所述光路切换装置后，所述激光发出与转换接收部分依照其具有的单向环形传输特性接收所述入射激光被目标气体吸收后反射回的透射激光；对所述透射激光进行光电转换、锁相放大和模数转换后，将转换得到的透射激光数字电信号输入至所述测量和分析装置；其中，所述激光发出与转换接收部分，包括锁相放大装置、模拟/数字信号转换装置、一个或多个激光器装置、分别与各所述激光器装置对应的环形器装置、以及分别与各所述激光器装置对应的光电转换装置；所述激光器装置根据气体吸收光谱中目标气体吸收峰中心位置的频率，确定其自身发出的入射激光的输出频率和光功率；所述环形器装置将激光器装置产生的所述入射激光输入到所述光路切换装置后，将接收到的反射回的透射激光投射到对应的光电转换装置；所述光电转换装置，将接收到的所述透射激光进行光/电转换；所述锁相放大装置，在接收到所述光电转换装置经光/电转换得到的模拟电信号后，解调得到所述模拟电信号的谐波振幅信息；所述模拟/数字信号转换装置，将所述谐波振幅信息经模/数转换后输出至所述测试和分析装置；所述测试和分析装置，向所述光路切换装置输出指令，调整所述光路切换装置将所述入射激光输入至指定测量气室光路；接收所述激光发出与转换接收部分发出的透射激光数字电信号，获得透射激光的光功率‑电流实际曲线，从而获得所述目标气体的吸收曲线，根据吸收曲线得到吸收峰的中心位置对应的电流点，分别获得所述电流点上对应的入射光强和透射光强，反演获得所述测量气室中目标气体的浓度值；所述光路切换装置，包括入射端、出射端；根据所述测试和分析装置的指令，切换所述入射激光导入指定测量气室的光路；在将从所述激光发出与转换接收部分接收的所述入射激光导入到指定测量气室后，将从该指定测量气室接收到的透射激光导入所述激光发出与转换接收部分；所述测量气室连接于所述光路切换装置的出射端，通入待测气体，用于导入的所述入射激光在待测气体中的目标气体吸收后，将吸收后得到的透射激光反射回所述光路切换装置。