[发明专利]一种应用于痕量气体浓度和气溶胶消光同时测量的腔增强吸收光谱装置及方法

摘要

本发明涉及一种应用于痕量气体浓度和气溶胶消光同时测量的腔增强吸收光谱装置及方法，LED温度采用半导体制冷片控制以保证光强输出的稳定；光学腔两端的高反镜曲率半径相同，反射率大于99.9％，组成稳定的光学谐振腔。腔增强吸收光谱通常通过测量腔内有无气体吸收时的光强，高反镜的镜片反射率随波长的变化曲线，最终得到腔内吸收气体的浓度。本发明可实现痕量气体浓度和气溶胶消光的同时测量，将实际测量得到总吸收系数分为两个部分，一部分为随波长作快变化的痕量气体吸收结构，另一部分为随波长作慢变化气体散射和气溶胶消光系数。对测量得到的总吸收系数进行非线性最小二乘拟合可以计算出待测痕量气体的浓度，最后从总吸收系数扣除气体吸收结构和气体散射即得到气溶胶消光系数。

主权项

一种应用于痕量气体浓度和气溶胶消光同时测量的腔增强吸收光谱装置，其特征在于：该装置包括：宽带光源(1)，第一透镜(2)，第二透镜(11)，滤光片(10)，光阑(3)，第一高反镜(4)，第二高反镜(9)，第一吹扫保护气路进气口(5)，第二吹扫保护气路进气口(8)，采样气路进气口(6)，排气口(7)，滤光片(10)，光纤(12)，光谱仪(13)和光学腔(14)；光学腔(14)两端安装第一高反镜(4)和第二高反镜(9)，宽带光源(1)发出的光通过第一透镜(2)准直后，经过光阑(3)后进入光学腔(14)，光束在光学腔(14)内经多次反射吸收，光学腔(14)上开有第一吹扫保护气路进气口(5)，第二吹扫保护气路进气口(8)，采样气路进气口(6)和排气口(7)，第一吹扫保护气路进气口(5)和第二吹扫保护气路进气口(8)在光学腔(14)下方，采样气路进气口(6)和排气口(7)在光学腔(14)上方，从光学腔出射的光辐射经滤光片(10)以及第二透镜(11)耦合进入光纤(12)后传输至光谱仪(13)，进行信号处理。