管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置及方法，激光發(fā)射單元與激光接收單元分別通過法蘭安裝于檢測管道的兩端，激光發(fā)射單元腔室內(nèi)布置有DFB激光器及一分二光開關(guān)，一分二光開關(guān)的一輸出端經(jīng)管道由激光接收單元的光電探測器探測管道內(nèi)部待測氣體，另一輸出端經(jīng)鎧裝光纖與標(biāo)定單元相連進(jìn)行標(biāo)氣標(biāo)定，標(biāo)定單元的腔室內(nèi)布置有高反射鏡，高反射鏡的輸出端經(jīng)約束孔與激光接收單元腔室內(nèi)的全透全反鏡相對(duì)接，激光接收單元腔室內(nèi)兩側(cè)分別密封安裝高透射鏡片形成標(biāo)定氣室，全透全反鏡的輸出端經(jīng)標(biāo)定氣室與光電探測器相對(duì)接，氮?dú)夤┙o管路接入至激光發(fā)射單元的腔室、標(biāo)定單元的腔室。避免了離線標(biāo)定方式的拆卸復(fù)雜等缺點(diǎn)，縮短標(biāo)定時(shí)間。
【專利說明】管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于激光吸收光譜技術(shù)的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置及其方法，屬于氣體分析【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]近20年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，廠礦、企業(yè)逐漸增多，能源需求逐年增加，大氣環(huán)境污染問題也日益突出。大氣環(huán)境污染不但制約了經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，而且也給人民健康帶來嚴(yán)重危害。隨著國家環(huán)保意識(shí)的提高，提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，要求整頓高能耗、高污染的行業(yè)，提高資源能源利用率，加強(qiáng)污染物排放監(jiān)控，改善自然環(huán)境，提高身體健康狀況。其中，大量消耗資源，產(chǎn)生大量有害氣體的工礦等行業(yè)是整頓治理的重要方面。治理的根本途徑是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的有毒有害氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，然后根據(jù)檢測結(jié)果對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高資源能源利用率，最終降低有害氣體的排放量，保護(hù)大氣環(huán)境。
[0003]60年代中期，鉛鹽可調(diào)諧二極管激光器出現(xiàn)后，立即被發(fā)現(xiàn)可用作高分辨率紅外激光吸收光譜技術(shù)的光源。隨后，一種新的痕量氣體檢測技術(shù)得到了應(yīng)用，這個(gè)技術(shù)被稱為可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)(Tunable D1de Laser Absorpt1n Spectroscopy 一TDLAS)。隨著光通訊和光電子技術(shù)的發(fā)展，二極管激光器也迅速商品化，特別是近紅外二極管激光器具有體積小、長壽命和高電光轉(zhuǎn)換效率等特點(diǎn)，使其成為工業(yè)環(huán)境痕量分子檢測的理想光源。相對(duì)于其他光譜技術(shù)，該技術(shù)具有高靈敏度、高選擇性、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、多組分同時(shí)測量等優(yōu)點(diǎn)，在大氣痕量氣體探測和工業(yè)控制、工業(yè)污染排放的非接觸實(shí)時(shí)在線檢測方面近年來在國際上被廣泛采用。
[0004]在TDLAS技術(shù)應(yīng)用于管道氣體濃度在線檢測過程中時(shí)，其要求必須采用標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行系統(tǒng)的標(biāo)定。常用的標(biāo)定方法均為離線方式，其過程如下:系統(tǒng)標(biāo)定時(shí)將現(xiàn)有檢測對(duì)射裝置發(fā)射單元和接收單元，正壓保護(hù)單元拆卸下來，然后安裝于提供的標(biāo)定管兩端，調(diào)整好光路以后在標(biāo)定管中充入高純氮?dú)馊缓笥涗浧錇楸尘靶盘?hào)。背景信號(hào)獲得以后再對(duì)標(biāo)定管中充入高濃度的待測氣體采集此時(shí)的高濃度信號(hào)。上述信號(hào)獲取以后與前面采集到的背景信號(hào)相減即為所要獲取的標(biāo)定信號(hào)。標(biāo)定信號(hào)保存完畢后關(guān)閉系統(tǒng)，拆卸下安裝在標(biāo)定管兩端的發(fā)射和接收單元，重新裝回測量管道兩側(cè)，再次進(jìn)行光路的調(diào)整，光路調(diào)整好和正壓保護(hù)安裝好以后打開系統(tǒng)電源即可進(jìn)行在線檢測。以上標(biāo)定過程繁瑣，且要求標(biāo)定人員具有較好的專業(yè)技能和判斷能力，對(duì)于廠礦企業(yè)檢測人員來說具有一定的難度，且增加了運(yùn)行成本。
[0005]因此研發(fā)一種不拆卸原位在線管道標(biāo)定裝置及其方法將具有非常重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于激光吸收光譜技術(shù)的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置及其方法，旨在解決目前離線標(biāo)定方法的拆卸過程復(fù)雜、易產(chǎn)生人為干擾、標(biāo)定誤差、標(biāo)定時(shí)間長等不足。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0008]管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，特點(diǎn)是:包括激光發(fā)射單元、激光接收單元和標(biāo)定單元，所述激光發(fā)射單元與激光接收單元相連，激光發(fā)射單元的腔室內(nèi)布置有DFB激光器及位于其輸出端的一分二光開關(guān)，一分二光開關(guān)的一輸出端經(jīng)管道與激光接收單元的光電探測器相對(duì)接，另一輸出端經(jīng)鎧裝光纖與標(biāo)定單元相對(duì)接，標(biāo)定單元的腔室內(nèi)布置有高反射鏡，高反射鏡的輸出端經(jīng)約束孔與激光接收單元腔室內(nèi)的全透全反鏡相對(duì)接，激光接收單元腔室內(nèi)兩側(cè)分別密封安裝高透射鏡片形成標(biāo)定氣室，全透全反鏡的輸出端經(jīng)標(biāo)定氣室與光電探測器相對(duì)接，氮?dú)夤┙o管路分別接入至激光發(fā)射單元的腔室、標(biāo)定單元的腔室和標(biāo)定氣室。
[0009]進(jìn)一步地，上述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，所述DFB激光器為分布反饋式尾纖輸出可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器。
[0010]更進(jìn)一步地，上述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，所述高反射鏡為平面鏡，由控制俯仰角的細(xì)調(diào)螺栓和控制前后位置的調(diào)節(jié)螺釘相連接。
[0011]更進(jìn)一步地，上述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，所述約束孔有兩個(gè)。
[0012]更進(jìn)一步地，上述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，所述全透全反鏡為雙面鍍膜的鏡片，一面為全透，一面為全反。
[0013]更進(jìn)一步地，上述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，所述激光接收單元腔室上安裝有與標(biāo)定氣室相通的進(jìn)氣閥門和出氣閥門。
[0014]再進(jìn)一步地，上述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，所述高透射鏡片為非平行安裝，其傾斜角度為5度。
[0015]再進(jìn)一步地，上述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，所述激光發(fā)射單元的腔室上安裝有窗片，窗片為平面鏡結(jié)構(gòu)。
[0016]再進(jìn)一步地，上述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，所述激光接收單元的腔室上安裝有窗片，窗片為平面鏡結(jié)構(gòu)。
[0017]本發(fā)明管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定方法，工作在測量管道氣體濃度情況下時(shí)，激光發(fā)射單元控制一分二光開關(guān)切換至測量光路，使DFB激光器的激光經(jīng)過一分二光開關(guān)的測量光路，經(jīng)準(zhǔn)直后的準(zhǔn)直光束經(jīng)過管道內(nèi)的待測氣體吸收以后，由激光接收單元的光電探測器接收，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換以后的信號(hào)送入激光接收單元的鎖相放大器和信號(hào)處理模塊進(jìn)行濃度反演處理；當(dāng)需要對(duì)檢測系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，控制一分二光開關(guān)切換至標(biāo)定光路，通過鎧裝光纖將激光光束引入至標(biāo)定單元，通過高反射鏡使激光光束同時(shí)透過兩個(gè)約束孔后打在全透全反鏡的中心位置上以確保激光光束D與準(zhǔn)直光束經(jīng)過同一路徑，經(jīng)過全透全反鏡反射后的光束透過標(biāo)定氣室被光電探測器接收，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換以后的信號(hào)送入激光接收單元的鎖相放大器和信號(hào)處理模塊進(jìn)行信號(hào)采集與處理；標(biāo)定過程為:首先，在標(biāo)定氣室中充入高純氮?dú)獠⑦_(dá)到均勻后，記錄其為背景信號(hào)，然后再對(duì)標(biāo)定氣室中充入高濃度的待測氣體并達(dá)到均勻后采集此時(shí)的高濃度信號(hào)，高濃度信號(hào)獲取以后與之前采集的背景信號(hào)相減即為所要獲取的標(biāo)定信號(hào)。
[0018]本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在:
[0019]①本發(fā)明的原位在線安裝標(biāo)定結(jié)構(gòu)，避免了離線標(biāo)定方式的拆卸復(fù)雜等缺點(diǎn)，降低了維護(hù)成本；
[0020]②采用高反鏡片和增透高反鏡片相結(jié)合，保證了測量光路和標(biāo)定光路的一致性，可以有效地消除測量過程中其他光學(xué)部件的影響；標(biāo)定氣室與之前的離線標(biāo)定氣室相比體積更加小巧，縮短了標(biāo)定時(shí)間與標(biāo)定程序；
[0021]③利用TDLAS技術(shù)的中波長調(diào)制方法進(jìn)行濃度反演，相比直接吸收光譜技術(shù)而言靈敏度更高，精度較好；
[0022]④在檢測管道內(nèi)部氣體濃度較低時(shí)，可以在標(biāo)定氣室中通入高濃度氣體的方法抬升氣體本底信號(hào)，然后再進(jìn)行后續(xù)的處理得到管道內(nèi)部氣體的濃度值?？梢詽M足濃度低、光程短等檢測場合的要求，是現(xiàn)有激光在線檢測儀器所不具備的；
[0023]⑤各部分單元分別集成封裝，采用密封圈等材料進(jìn)行密封，且內(nèi)部充滿氮?dú)夥諊_(dá)到了防爆要求，且在測量過程中消除了其他干擾氣體的影響；簡易適用，市場前景廣闊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明:
[0025]圖1:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1所示，管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，包括激光發(fā)射單元1、激光接收單元2和標(biāo)定單元3，激光發(fā)射單元I通過焊接DN50法蘭單元4與激光接收單元2連接后安裝于管道對(duì)射兩側(cè)，激光發(fā)射單元I的腔室內(nèi)布置有DFB激光器5及位于其輸出端的一分二光開關(guān)6，DFB激光器5為根據(jù)待測氣體選定的特定波長的分布反饋式尾纖輸出可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，一分二光開關(guān)6實(shí)現(xiàn)測量光路A和標(biāo)定光路B之間的切換,一分二光開關(guān)6的一輸出端經(jīng)管道與激光接收單元2的光電探測器19相對(duì)接，另一輸出端經(jīng)鎧裝光纖10與標(biāo)定單元3相對(duì)接，鎧裝光纖10連接激光發(fā)射單元I的光纖法蘭盤9與標(biāo)定單元3的光纖法蘭盤11，標(biāo)定單元3的腔室內(nèi)布置有高反射鏡12，高反射鏡12為平面鏡，由控制俯仰角的細(xì)調(diào)螺栓13和控制前后位置的調(diào)節(jié)螺釘14相連接，具有高反射功能，調(diào)節(jié)過程中由細(xì)調(diào)螺栓13控制高反射鏡12的俯仰角，調(diào)節(jié)螺釘14控制高反射鏡12的前后位置，使激光光束D同時(shí)透過兩個(gè)約束孔15，約束孔15有兩個(gè)，使激光光束D同時(shí)穿過，保證其與全透全反鏡16的絕對(duì)反射角度45度，高反射鏡12的輸出端經(jīng)約束孔15與激光接收單元2腔室內(nèi)的全透全反鏡16相對(duì)接,全透全反鏡16為雙面鍍膜的鏡片,a面為對(duì)準(zhǔn)直光束C全透，b面為對(duì)激光光束D全反，激光接收單元2腔室內(nèi)兩側(cè)分別密封安裝高透射鏡片形成標(biāo)定氣室22，左側(cè)高透射鏡片20與右側(cè)高透射鏡片21為非平行安裝，以避免干涉等噪聲信號(hào)的出現(xiàn)，其傾斜角度為5度，標(biāo)定氣室22為長度1cm的密封氣室，通過進(jìn)氣閥門23和出氣閥門24充入目標(biāo)氣體采集相應(yīng)信號(hào)，全透全反鏡16的輸出端經(jīng)標(biāo)定氣室22與光電探測器19相對(duì)接，氮?dú)夤┙o管路25分別接入至激光發(fā)射單元I的腔室、標(biāo)定單元3的腔室和標(biāo)定氣室22。
[0027]激光發(fā)射單元I的腔室上安裝有窗片8，窗片8為平面鏡結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)為CaF2,通過轉(zhuǎn)接管7連接吹掃氣嘴，對(duì)窗片8吹掃，防止粉塵污染窗片。激光接收單元2的腔室上安裝有窗片18，窗片18為平面鏡結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)為CaF2，通過轉(zhuǎn)接管17連接吹掃氣嘴，對(duì)窗片18吹掃，防止粉塵污染窗片。
[0028]正壓吹掃單元向氮?dú)夤┙o管路25提供高壓氮?dú)猓皇菫榱吮Ｗo(hù)系統(tǒng)裝置的正壓性達(dá)到防爆要求，二是對(duì)窗片進(jìn)行高壓吹掃，防止檢測管道內(nèi)部的粉塵、油污的污染，影響檢測結(jié)果。
[0029]管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定方法，工作在測量管道氣體濃度情況下時(shí)，激光發(fā)射單元I控制一分二光開關(guān)6切換至測量光路A，使DFB激光器5的激光經(jīng)過一分二光開關(guān)6的測量光路，經(jīng)準(zhǔn)直后的準(zhǔn)直光束C經(jīng)過管道內(nèi)的待測氣體吸收以后，由激光接收單元2的光電探測器19接收，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換以后的信號(hào)送入激光接收單元2的鎖相放大器和信號(hào)處理模塊進(jìn)行濃度反演處理；當(dāng)需要對(duì)檢測系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，控制一分二光開關(guān)6切換至標(biāo)定光路B，通過鎧裝光纖10將激光光束引入至標(biāo)定單元3，通過高反射鏡12使激光光束D同時(shí)透過兩個(gè)約束孔15后打在全透全反鏡16的中心位置上以確保激光光束D與準(zhǔn)直光束C經(jīng)過同一路徑，經(jīng)過全透全反鏡16反射后的光束透過標(biāo)定氣室22被光電探測器19接收，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換以后的信號(hào)送入激光接收單元2的鎖相放大器和信號(hào)處理模塊進(jìn)行信號(hào)采集與處理；標(biāo)定過程為:首先，在標(biāo)定氣室22中充入高純氮?dú)獠⑦_(dá)到均勻后，記錄其為背景信號(hào)，然后再對(duì)標(biāo)定氣室22中充入高濃度的待測氣體并達(dá)到均勻后采集此時(shí)的高濃度信號(hào)，高濃度信號(hào)獲取以后與之前采集的背景信號(hào)相減即為所要獲取的標(biāo)定信號(hào)。整個(gè)檢測過程和標(biāo)定過程光束的路經(jīng)除待測區(qū)域以外均在氮?dú)庹龎罕Ｗo(hù)狀態(tài)進(jìn)行。
[0030]激光吸收光譜技術(shù)其依據(jù)的原理是Beer-Lambert定律。其檢測過程采用的是二次諧波信號(hào)和一次諧波信號(hào)的比例消元法消除光強(qiáng)影響以后的信號(hào)為檢測信號(hào)，依據(jù)參考標(biāo)定信號(hào)進(jìn)行濃度反演
[0031]可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)(TDLAS)是利用二極管激光器的波長調(diào)諧特性，獲得被選定的待測氣體特征吸收線的吸收光譜，從而對(duì)待測氣體進(jìn)行定性或定量分析。由于痕量氣體含量比較低，吸收信號(hào)比較弱，因此鎖相放大器的二次諧波檢測已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于可調(diào)諧二極管激光吸收光譜對(duì)大氣痕量氣體的檢測。根據(jù)Lambert — Beer吸收定律，激光器發(fā)出強(qiáng)度為Itl,頻率為u的單色激光，通過長度為L的吸收介質(zhì)后，在接收端測得的強(qiáng)度為
[0032]I ( υ ) = Ι0( υ ) exp ( — σ ( υ ) cL) (I)
[0033]其中L為樣品池的光路長度，σ (υ)是吸收截面，c為吸收氣體的分子數(shù)濃度。對(duì)于近紅外分子吸收來說，一般都滿足I σ (v)cL|〈〈l，因此公式(I)可以近似為:
[0034]I(v) ^ 10(V) (I — σ (v) cL) (2)
[0035]即通過吸收氣體之后光強(qiáng)變化與濃度和光程成線性關(guān)系。為了提高系統(tǒng)檢測靈敏度常常采用鎖相放大器對(duì)吸收信號(hào)進(jìn)行處理，對(duì)所得到的二次諧波信號(hào)進(jìn)行分析，即表示如下:
[0036]I2f ?C 1 σ 0NL (3)
[0037]綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)獨(dú)特、結(jié)構(gòu)新穎，原位在線安裝標(biāo)定結(jié)構(gòu)，避免了離線標(biāo)定方式的拆卸復(fù)雜等缺點(diǎn)，降低了維護(hù)成本；采用高反鏡片和增透高反鏡片相結(jié)合，保證了測量光路和標(biāo)定光路的一致性，可以有效地消除測量過程中其他光學(xué)部件的影響；標(biāo)定氣室與之前的離線標(biāo)定氣室相比體積更加小巧，縮短了標(biāo)定時(shí)間與標(biāo)定程序；利用TDLAS技術(shù)的中波長調(diào)制方法進(jìn)行濃度反演，相比直接吸收光譜技術(shù)而言靈敏度更高，精度更好。在檢測管道內(nèi)部氣體濃度較低時(shí)，可以在標(biāo)定氣室中通入高濃度氣體的方法抬升氣體本底信號(hào)，然后再進(jìn)行后續(xù)的處理得到管道內(nèi)部氣體的濃度值?？梢詽M足濃度低、光程短等檢測場合的要求。是現(xiàn)有激光在線檢測儀器所不具備的。各部分單元分別集成封裝，采用密封圈等材料進(jìn)行密封，且內(nèi)部充滿氮?dú)夥諊?，達(dá)到了防爆要求，且在測量過程中消除了其他干擾氣體的影響。堪稱具有新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性的好技術(shù)。
[0038]需要理解到的是:以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，其特征在于:包括激光發(fā)射單元(I)、激光接收單元(2)和標(biāo)定單元(3)，所述激光發(fā)射單元(I)與激光接收單元(2)相連，激光發(fā)射單元(I)的腔室內(nèi)布置有DFB激光器(5)及位于其輸出端的一分二光開關(guān)(6),—分二光開關(guān)(6)的一輸出端經(jīng)管道與激光接收單元(2)的光電探測器(19)相對(duì)接，另一輸出端經(jīng)鎧裝光纖(10)與標(biāo)定單元(3)相對(duì)接，標(biāo)定單元(3)的腔室內(nèi)布置有高反射鏡(12)，高反射鏡(12)的輸出端經(jīng)約束孔(15)與激光接收單元(2)腔室內(nèi)的全透全反鏡(16)相對(duì)接，激光接收單元(2)腔室內(nèi)兩側(cè)分別密封安裝高透射鏡片形成標(biāo)定氣室(22)，全透全反鏡(16)的輸出端經(jīng)標(biāo)定氣室(22)與光電探測器(19)相對(duì)接，氮?dú)夤┙o管路(25)分別接入至激光發(fā)射單元(I)的腔室、標(biāo)定單元(3)的腔室和標(biāo)定氣室(22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，其特征在于:所述DFB激光器(5)為分布反饋式尾纖輸出可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，其特征在于:所述高反射鏡(12)為平面鏡，由控制俯仰角的細(xì)調(diào)螺栓(13)和控制前后位置的調(diào)節(jié)螺釘(14)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，其特征在于:所述約束孔(15)有兩個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，其特征在于:所述全透全反鏡(16)為雙面鍍膜的鏡片，一面為全透，一面為全反。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，其特征在于:所述激光接收單元(2)腔室上安裝有與標(biāo)定氣室(22)相通的進(jìn)氣閥門(23)和出氣閥門(24)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，其特征在于:所述高透射鏡片為非平行安裝，其傾斜角度為5度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，其特征在于:所述激光發(fā)射單元(I)的腔室上安裝有窗片(8)，窗片(8)為平面鏡結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定裝置，其特征在于:所述激光接收單元(2)的腔室上安裝有窗片(18)，窗片(18)為平面鏡結(jié)構(gòu)。
10.利用權(quán)利要求1所述裝置實(shí)現(xiàn)管道氣體在線檢測的原位標(biāo)定方法，其特征在于:工作在測量管道氣體濃度情況下時(shí)，激光發(fā)射單元(I)控制一分二光開關(guān)(6)切換至測量光路A，使DFB激光器(5)的激光經(jīng)過一分二光開關(guān)￠)的測量光路，經(jīng)準(zhǔn)直后的準(zhǔn)直光束C經(jīng)過管道內(nèi)的待測氣體吸收以后，由激光接收單元(2)的光電探測器(19)接收，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換以后的信號(hào)送入激光接收單元(2)的鎖相放大器和信號(hào)處理模塊進(jìn)行濃度反演處理；當(dāng)需要對(duì)檢測系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，控制一分二光開關(guān)(6)切換至標(biāo)定光路B，通過鎧裝光纖(10)將激光光束引入至標(biāo)定單元(3)，通過高反射鏡(12)使激光光束D同時(shí)透過兩個(gè)約束孔(15)后打在全透全反鏡(16)的中心位置上以確保激光光束D與準(zhǔn)直光束C經(jīng)過同一路徑，經(jīng)過全透全反鏡(16)反射后的光束透過標(biāo)定氣室(22)被光電探測器(19)接收，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換以后的信號(hào)送入激光接收單元(2)的鎖相放大器和信號(hào)處理模塊進(jìn)行信號(hào)采集與處理；標(biāo)定過程為:首先，在標(biāo)定氣室(22)中充入高純氮?dú)獠⑦_(dá)到均勻后，記錄其為背景信號(hào)，然后再對(duì)標(biāo)定氣室(22)中充入高濃度的待測氣體并達(dá)到均勻后采集此時(shí)的高濃度信號(hào)，高濃度信號(hào)獲取以后與之前采集的背景信號(hào)相減即為所要獲取的標(biāo)定信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01N21/39GK104266971SQ201410487438
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】董鳳忠, 張志榮 申請(qǐng)人:南京鳳光電子科技有限公司