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[发明专利]基于光纤光栅及LIBS的特定元素浓度测量装置及测量方法-CN202310898858.3在审
发明人：张文浩;徐辑康;朱圣恩;魏玉宾;张宇;陈铎;李建飞;宋广东;张秦端 -专利权人：齐鲁工业大学（山东省科学院）;晋城市光机电产业协调服务中心（晋城市光机电产业研究院）
申请日： 2023-07-21 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G01N21/71 文献下载
摘要：本发明属于样品组成及含量分析光谱技术领域，具体涉及基于光纤光栅及LIBS的特定元素浓度测量装置及测量方法。固体调Q激光器发出脉冲光经光路与物质相互作用，产生的等离子体分别被传输至相应的单模光纤、环形器、相应光栅中，再返回环形器传入对应探测器，由时序控制器控制探测器采集到的光强进行积分计算，结果返回到计算机中。其中第一、第二光纤光栅选择的波长分别对应待测物质中的内标元素和待测元素，利用对应光强的比值以及标准样品建立的数学关系，可计算得到未知样品的待测元素浓度。本发明无需结构复杂的光谱仪结构，装置结构简单，单一元素浓度测量分辨率高，还可利用控温水槽对光纤光栅波长进行100pm内的控制或者更换不同波长的光纤光栅而测量不同的元素浓度。
基于光纤光栅 libs 特定元素浓度测量装置测量方法

[发明专利]一种音叉解调气体流速检测系统及方法-CN202210171521.8有效
发明人：张秦端;魏玉宾;杜晓萌;宫卫华;张婷婷;王兆伟;李艳芳;王纪强;张伟 -专利权人：山东省科学院激光研究所
申请日： 2022-02-24 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G01P5/24 文献下载
摘要：本申请实施例提供的音叉解调气体流速检测系统及方法，系统包括泵浦光源、信号发生器、光调制器、热线式光纤、石英音叉、前置放大器、锁相放大器、计算机和风洞，信号发生器与光调制器连接，光调制器的输入端与泵浦光源连接，输出端与热线式光纤连接，热线式光纤设于石英音叉周围，前置放大器的输入端与石英音叉的信号输出端连接，输出端与锁相放大器的输入端连接，锁相放大器的输出端与计算机连接，风洞设于热线式光纤上方。热线式光纤的光热转换，引起周围温度周期性改变造成的压强周期性变化，使石英音叉振动并产生电流信号，由电流信号的差值反演出气体流速。石英音叉只响应与自身共振频率相同的压强变化，电流信号不受外界温度的影响。
一种音叉解调气体流速检测系统方法

[实用新型]一种二氧化碳无线监测装置-CN202320215632.4有效
发明人：刘冠铖;张秦端;李彬恺;魏玉宾;张婷婷 -专利权人：山东省科学院激光研究所
申请日： 2023-02-10 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G01N21/39 文献下载
摘要：本申请提供了一种二氧化碳无线监测装置，包括：气体预处理装置；激光气体分析仪；激光气体分析仪包括光学器件、控制器以及信号采集处理器；光学器件，与气体预处理装置通过第一通气管道连接；控制器，与光学器件电连接；信号采集处理器，与光学器件光纤连接；无线传输器；无线传输器包括数据采集卡、数据存储器以及计算服务器；数据采集卡，与信号采集处理器电连接；数据存储器，与数据采集卡通过无线网络连接；计算服务器，用于从数据存储器获取数字信号，基于数字信号计算得到待监测气体的气体浓度信息，并将气体浓度信息通过无线网络发送至用户终端。本申请示出的二氧化碳无线监测装置光谱分辨率高、气体选择性强、响应速度快且信噪比高。
一种二氧化碳无线监测装置

[发明专利]气体浓度监测系统、方法及装置-CN201810066012.2有效
发明人：王寅;魏玉宾;王兆伟;刘统玉 -专利权人：山东省科学院激光研究所
申请日： 2018-01-23 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： G01N21/39 文献下载
摘要：本发明实施例提供了一种气体浓度监测系统、方法及装置，涉及光纤传感领域。系统包括激光产生装置、微控制器、光电探测装置及气体光纤传感装置。微控制器与光电探测装置电连接。气体光纤传感装置用于探测待测气体。激光产生装置用于输出信号光。信号光传输至气体光纤传感装置内，一部分所述信号光被气体光纤传感装置内的待测气体吸收，另一部分所述信号光从气体光纤传感装置输出并传输光电探测装置。光电探测装置用于将接收到的所述信号光转化为第一电信号并将第一电信号发送给微控制器。微控制器用于基于所述第一电信号获得待测气体的浓度，通过气体光纤传感装置探测待测气体，实现待测气体高灵敏度地定量监测，且可长时间稳定运行、安全。
气体浓度监测系统方法装置

[发明专利]基于脉冲式间接扫描的低功耗多点气体检测系统及方法-CN202310565963.5在审
发明人： 魏玉宾;胡杰;刘一鸣;王金伟;吴鑫楠;李燕然 -专利权人：山东省科创集团有限公司
申请日： 2023-05-17 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G01N21/01 文献下载
摘要：本公开提供了基于脉冲式间接扫描的低功耗多点气体检测系统及方法，涉及多点监测装备技术领域，包括激光器、温度电流控制电路、分光器、多个气室、多个光电探测器、多个放大滤波电路以及显示器；所述温度电流控制电路控制所述激光器输出激光光源，在所述激光器输出的水平光路上由近至远依次放置分光器、气室以及光电探测器，所述多个气室分别连接有光电探测器，光电探测器分别连接有放大滤波电路，多个放大滤波电路连接显示器，用于显示不同点的气体浓度。本公开能够实现多点气体同时监测。
基于脉冲间接扫描功耗多点气体检测系统方法

[发明专利]一种消除交叉干扰的多种气体浓度的检测方法及系统-CN202310176410.0在审
发明人：李艳芳;张宇;张秦端;张婷婷;魏玉宾;宫卫华;王兆伟;刘冠铖;李彬恺 -专利权人：山东省科学院激光研究所
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： G01N21/31 文献下载
摘要：本申请提供一种消除交叉干扰的多种气体浓度的检测方法及系统。方法包括：确定目标吸收光谱区间、目标吸收光谱、每一种待测气体的目标检测波长以及干扰气体，对干扰气体进行光谱检测，得到干扰气体的吸收光谱；根据吸收光谱，确定相对吸光度系数；对所有待测气体的混合气体进行光谱检测，得到混合气体的吸收光谱；进而得到拥有独立峰的待测气体的吸光度；根据相对吸光度系数、拥有独立峰的待测气体的吸光度，计算待测气体的实际吸光度计算混合气体中的待测气体的浓度。本申请提供的方法可同时检测多种待测气体的浓度，不需要设置额外的硬件设备，降低了成本，也不存在降低气体吸收强度和检测下限的问题，更利于检测设备的小型化和微型化。
一种消除交叉干扰多种气体浓度检测方法系统

[发明专利]多组分气体监测系统、方法及装置-CN201810066013.7有效
发明人：王寅;魏玉宾;王兆伟;刘统玉 -专利权人：山东省科学院激光研究所
申请日： 2018-01-23 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G01N21/39 文献下载
摘要：本发明实施例提供了一种多组分气体监测系统、方法及装置，涉及气体监测技术领域。系统包括微控制器、激光产生装置、多个光电探测装置及气体光纤传感装置。气体光纤传感装置用于探测待测气体。激光产生装置用于输出多束不同波段的信号光。每束波段的所述信号光均传输至气体光纤传感装置，一部分该波段的信号光被气体光纤传感装置内的多种气体吸收，另一部分该波段的信号光从气体光纤传感装置输出并传输至该波段的信号光对应的光电探测装置。每个光电探测装置均用于将接收到的该波段的信号光均转换为第一电信号并发送至微控制器。微控制器用于基于多个所述第一电信号，获得待测气体中各组分的浓度，以实现同时监待测气体中各组分。
组分气体监测系统方法装置

[发明专利]一种多点气体检测系统及方法-CN202310155241.2在审
发明人：张秦端;魏玉宾;刘冠铖;李彬恺;张婷婷;刘统玉 -专利权人：山东省科学院激光研究所
申请日： 2023-02-23 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01N33/00 文献下载
摘要：本申请公开一种多点气体检测系统及方法，系统包括：激光器发送光信号；控制器以预设的调制频率对光信号进行调制及分光，得到调制光信号，并同时传输给N个光声探测组件，光声探测组件被配置为：获取气体吸收后产生的声波信号，并转换成电信号；计算模块，用于处理电信号，以及，确定光声探测组件所在位置的气体浓度。本申请中的控制器具有光调制及分光功能，并可以将调制光信号同时传输给N个光声探测组件，在不需要额外配置光调制器的前提下，能够同时检测多个位置点的气体浓度，并且可以保证每束光的最大光强不变，进而实现调制光信号的幅值不变，不仅保证了检测精度，而且有效的节约检测成本，且控制器的调制频率可调，实用性强。
一种多点气体检测系统方法

[发明专利]一种基于VCSEL的自适应多谱线CO检测系统及方法-CN202011180486.3有效
发明人：李艳芳;崔新雨;王兆伟;张婷婷;宫卫华;刘媛;魏玉宾;张振振;吕蕾;刘统玉 -专利权人：山东省科学院激光研究所
申请日： 2020-10-29 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： G01N21/31 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于VCSEL的自适应多谱线CO检测系统及方法，包括：依次连接的VCSEL激光器、气体吸收池和光电探测器；所述VCSEL激光器发出的光直接进入气体吸收池，所述气体吸收池输出的光直接进入光电探测器，经所述光电探测器将带有吸收信号的光信号转换为电信号，经AD转换后进入微处理器，进行待测气体的浓度测量；在整个操作温度范围内，通过对VCSEL激光器驱动电流的调整，能够使得VCSEL激光器至少扫描到待测气体的一条吸收谱线。本发明基于VCSEL光源，利用待测气体多条相邻吸收谱线自适应气体浓度检测；VCSEL激光器不使用温度控制系统精确控制其波长，大大降低了传感器的功耗。
一种基于 vcsel 自适应多谱线 co 检测系统方法

[发明专利]一种针对激光吸收光谱的降噪方法及装置-CN202211194339.0在审
发明人：李艳芳;张林;张秦端;李彬恺;魏玉宾;张婷婷;王兆伟;宫卫华 -专利权人：山东省科学院激光研究所
申请日： 2022-09-28 - 公布日： 2023-01-10 - 主分类号： G01N21/39 文献下载
摘要：本申请公开了一种针对激光吸收光谱的降噪方法及装置，所述方法包括：确定激光照射待测气体时形成的激光吸收光谱；根据待测气体所在气室的当前压强对应的降噪光谱函数，以及当前温度与激光吸收光谱之间的关系，确定当前环境变量下的降噪光谱，降噪光谱与激光吸收光谱位于同一坐标系，当前环境变量包括当前温度和当前压强；通过对比激光吸收光谱和降噪光谱，确定降噪光谱在坐标系中的更新方向和更新位移量；根据更新方向和更新位移量，对降噪光谱在坐标系中的位置进行更新，直到更新后的降噪光谱满足预设条件，满足预设条件的降噪光谱为滤除噪声后的激光吸收光谱。本申请能够降低各种噪声对于待测气体的激光吸收光谱的影响，进而利于检测精度的改善。
一种针对激光吸收光谱方法装置

[发明专利]一种多气体检测装置和方法-CN202210171573.5在审
发明人：张秦端;魏玉宾;杜晓萌;宫卫华;张婷婷;王兆伟;李艳芳;王纪强 -专利权人：山东省科学院激光研究所
申请日： 2022-02-24 - 公布日： 2022-05-31 - 主分类号： G01N21/17 文献下载
摘要：本申请提供了一种多气体检测装置和方法，该装置包括泵浦源、波分复用器、掺杂光纤、气体吸收池、波长选择及调制模块、透射式石英音叉光探测模块、前置放大器、锁相放大器阵列和计算机，其中，波长选择及调制模块能够同时生成多种波长的光，每种波长的光分别对应气体吸收池中待测混合气体中的一种气体的吸收峰，且每种波长的光的调制频率各不相同。通过设置波长选择及调制模块和透射式石英音叉光探测模块，实现了使用单石英音叉同时检测混合气体，且将石英音叉与气体吸收池隔开，避免了受到待测气体的腐蚀从而影响检测结果准确性的问题，提高了品质因数，该装置具有结构简单，功率高，光程长，精度高等优点。
一种气体检测装置方法

[发明专利]一种气体检测系统和方法-CN202210171599.X在审
发明人：张秦端;魏玉宾;杜晓萌;宫卫华;张婷婷;王兆伟;李艳芳;王纪强;张伟 -专利权人：山东省科学院激光研究所
申请日： 2022-02-24 - 公布日： 2022-05-31 - 主分类号： G01N21/17 文献下载
摘要：本申请提供了一种气体检测系统和方法，能够同时避免信号接收模块与气体分子和激光直接接触，既能保护信号接收模块不被腐蚀性气体破坏，又能降低系统的热噪声，从而保证气体检测的精度，进而提高系统的信噪比。该系统包括温控电流源、激光器、气体吸收池、热线式光纤和信号接收及解调模块；所述温控电流源连接所述激光器，所述激光器的输出端光纤连接所述气体吸收池的输入端，所述气体吸收池的输出端光纤连接所述热线式光纤，所述热线式光纤靠近所述信号接收及解调模块，其中，所述热线式光纤能够将光能转化为热能，所述信号接收及解调模块能够利用所述热线式光纤转换的热能检测所述气体吸收池中的待测气体的浓度。
一种气体检测系统方法

[发明专利]一种低功耗本安型激光一氧化碳传感控制方法及系统-CN202111556182.7在审
发明人：胡杰;马春飞;刘统玉;宁雅农;魏玉宾;金光贤;王兆伟;赵丽娜 -专利权人：山东微感光电子有限公司;广东感芯激光科技有限公司;山东省科学院激光研究所
申请日： 2021-12-17 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： G01N21/3504 文献下载
摘要：本发明公开了一种低功耗本安型激光一氧化碳传感控制方法，包括：获取一氧化碳的吸收光谱信号；根据获取的一氧化碳的吸收光谱信号，针对不同的工作吸收峰，采用各吸收峰对应的标定系数反演一氧化碳浓度。所述获取一氧化碳的吸收光谱信号，包括利用QCL激光器作为系统的光源。本发明具有温度压力补偿功能，有效防止环境温度和环境压力变化带来的测量误差，提高了传感器检测精度；本发明采用了特殊的脉冲电流驱动激光器和激光器温度控制随环境温度动态调整到不同的气体吸收峰的方法，不但大幅度降低了传感器模块的功耗和体积，而且有效地扩大了传感器的工作温度范围，以便于传感器在实际应用现场的使用。
一种功耗激光一氧化碳传感控制方法系统

[发明专利]一种多气体检测的长光程气体吸收池-CN202210023862.0在审
发明人：王兆伟;王寿林;魏玉宾;张婷婷;李艳芳;宫卫华 -专利权人：山东省科学院激光研究所
申请日： 2022-01-11 - 公布日： 2022-02-15 - 主分类号： G01N21/03 文献下载
摘要：本发明涉及激光光谱气体传感器技术领域，特别涉及一种多气体检测的长光程气体吸收池，气室为矩形体结构，其顶部设置气室盖板，气室盖板中心设有通气孔；气室的右下角相邻的两侧壁分别设有两个激光器尾纤接口，气室的左上角和右上角分别设有一个光电探测器，在气室的四个气室内壁处分别安装有一组多点反射光路模块。本发明的有益效果是：本发明通过在气室四个面上加装反射镜，两两平行面之间相互反射，实现了一个气室应用于多种气体的同时检测。通过反射光路的多次光束反射，在吸收池内增加了总的探测光程，有利于提高探测信噪比以及测量精度；由于多次反射光路减小了吸收池的体积，从而减少了测量的响应时间。
一种气体检测光程吸收

[发明专利]一种光程可调的多点反射气体吸收池-CN202210029100.1在审
发明人：王兆伟;王寿林;魏玉宾;张婷婷;李艳芳;宫卫华 -专利权人：山东省科学院激光研究所
申请日： 2022-01-12 - 公布日： 2022-02-15 - 主分类号： G01N21/03 文献下载
摘要：本发明涉及激光光谱气体传感器技术领域，特别涉及一种光程可调的多点反射气体吸收池，气室为矩形体结构，其顶部设有气室盖板，气室盖板中心设有通气孔；气室的一侧设有激光器尾纤接口，另一侧的对角处设有光电探测器，在这两侧分别安装有一组多点反射光路模块，其中一个多点反射光路模块连接调节杆，并可以在调节杆的带动下垂直滑动。本发明的有益效果是：光程可调的多点反射气体吸收池采用了单一的二维多点反射光路，结构简单容易实现。通过反射光路的多次光束反射，在吸收池内增加了总的探测光程，有利于提高探测信噪比以及测量精度；由于多次反射光路减小了吸收池的体积，从而减少了测量的响应时间。
一种光程可调多点反射气体吸收

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