气体检测装置及方法与流程

文档序号:21771082发布日期:2020-08-07 19:11阅读:275来源:国知局
气体检测装置及方法与流程

本申请涉及气体检测技术领域,尤其涉及一种气体检测装置及方法。



背景技术:

科学技术的进步促进了化工、汽车等行业的快速发展,在化工、汽车等行业发展的同时也会对环境造成一定的影响,诸如:化工生产过程中排出的超标污染气体、汽车行驶过程中排出的废气等,只有在这些污染气体、废气等达到标准排放气体浓度时才能直接排入环境中,在相关技术中,对气体浓度的检测设备均是采用单光路、单探测器,并基于扣除背景的差分方法或长时平均的方法降低环境中其他气体的干扰以完成对气体浓度的检测,不能获取更精确的气体浓度,且不能对存在干扰气体的波段检测特定气体的浓度,以及对气体浓度检测的灵敏度较低,检测成本较高。



技术实现要素:

本申请实施例提供了一种气体检测装置及方法,可以解决相关技术中不能检测更精确的气体浓度,不能对存在干扰气体的波段检测特定气体的浓度,以及对气体浓度的检测灵敏度较低的问题。所述技术方案如下:

第一方面,本申请实施例提供了一种气体检测装置,包括:光源、分光器件、气体吸收池、气体滤光器件、第一探测器和第二探测器;

所述光源,用于发出检测光信号,将所述检测光信号传输至包括至少一种待检气体的混合气体中进行第一吸收处理,以及将经过所述第一吸收处理后的检测光信号传输至所述分光器件;

所述分光器件,用于将经过所述第一吸收处理后的检测光信号分为第一光信号和第二光信号,并分别将所述第一光信号传输至所述气体吸收池和将所述第二光信号传输至所述气体滤光器件;

所述气体吸收池,用于对所述第一光信号进行第二吸收处理,以及将经过所述第二吸收处理后的第一光信号传输至所述气体滤光器件;

所述气体滤光器件,用于分别对经过所述第二吸收处理后的第一光信号和所述第二光信号进行滤光处理,以及将经过所述滤光处理后的第一光信号传输至所述第一探测器和将经过所述滤光处理后的第二光信号传输至所述第二探测器;

所述第一探测器,用于对来自所述滤光器件的第一光信号进行光电转换得到第一电信号;

所述第二探测器,用于对来自所述滤光器件的第二光信号进行光电转换得到第二电信号。

第二方面,本申请实施例提供了一种气体检测方法,包括:

光源发出检测光信号,将所述检测光信号传输至包括至少一种待检气体的混合气体中进行第一吸收处理,以及将经过所述第一吸收处理后的检测光信号传输至分光器件;

所述分光器件将经过所述第一吸收处理后的检测光信号分为第一光信号和第二光信号,并分别将所述第一光信号传输至气体吸收池和将第二光信号传输至气体滤光器件;

所述气体吸收池对所述第一光信号进行第二吸收处理,以及将经过所述第二吸收处理后的第一光信号传输至所述气体滤光器件;

所述气体滤光器件分别对经过所述第二吸收处理后的第一光信号和所述第二光信号进行滤光处理,以及将经过所述滤光处理后的第一光信号传输至第一探测器和将经过所述滤光处理后的第二光信号传输至第二探测器;

所述第一探测器对来自所述滤光器件的第一光信号进行光电转换得到第一电信号;

所述第二探测器对来自所述滤光器件的第二光信号进行光电转换得到第二电信号。

本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:

在本申请实施例的方案中,光源发出检测光信号,将检测光信号传输至包括至少一种待检气体的混合气体中进行第一吸收处理,以及将经过第一吸收处理后的检测光信号传输至分光器件;分光器件将经过第一吸收处理后的检测光信号分为第一光信号和第二光信号,并分别将第一光信号传输至气体吸收池和将第二光信号传输至气体滤光器件;气体吸收池对第一光信号进行第二吸收处理,以及将经过第二吸收处理后的第一光信号传输至气体滤光器件;气体滤光器件分别对经过第二吸收处理后的第一光信号和第二光信号进行滤光处理,以及将经过滤光处理后的第一光信号传输至第一探测器和将经过滤光处理后的第二光信号传输至第二探测器;第一探测器对来自滤光器件的第一光信号进行光电转换得到第一电信号,第二探测器对来自滤光器件的第二光信号进行光电转换得到第二电信号,通过对第一电信号和第二电信号进行差分处理可以得到待检气体的浓度,进一步提高了待检气体浓度检测的灵敏度和精确度,消除了环境中其他气体的干扰,降低了待检气体浓度检测的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种气体检测装置的结构框图;

图2是本申请实施例提供的一种气体检测装置的结构框图;

图3是本申请实施例提供的的一种气体检测装置的结构框图;

图4是本申请实施例提供的一种气体检测装置的结构框图;

图5是本申请实施例提供的的一种气体滤光器件的结构示意图;

图6是本申请实施例提供的一种气体检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

参见图1和图2,图1所示为本申请实施例的气体检测装置的结构示意图,如图1所示,气体检测装置包括:光源10、分光器件11、气体吸收池12、气体滤光器件13、第一探测器14和第二探测器15。

其中,光源10用于发出检测光信号,将检测光信号传输至包括至少一种待检气体的混合气体中进行第一吸收处理,以及将经过第一吸收处理后的检测光信号传输至分光器件。混合气体中包括至少一种待检气体,可以是废气、大气中的混合气体。光源10是能够自行发光且正在发光的物体,如:太阳、打开的电灯、燃烧着的蜡烛等都是光源。光源10发出的光信号是可以用于检测待测气体浓度的光,故光源10发出光的波长范围应该能完全覆盖待检测气体的吸收波长,若待检测气体有多种,则光源10应完全覆盖该多种待检测气体。例如:光源10是碳化硅材料制作的灯,由该灯发出的检测光信号的波长范围约为3μm~6μm之间,若混合气体中包括多种待检测气体,分别为co、co2、no,而co的特征吸收波长在4.67μm附近,co2的特征吸收波长在4.28μm附近,no的特征吸收波长在5.25μm附近,故该光源10发出的检测光信号的波长范围能完全覆盖待检测气体co、co2、no的特征吸收波长范围。基于吸收光谱技术,在检测光信号穿过混合气体后,检测光信号在不同波长位置的强度会被混合气体中的不同气体分子吸收而衰减,故在需要对混合气体中的多种待检测气体进行浓度检测时,检测光信号的波长需要完全覆盖多种待检测气体的特征吸收波长是完成气体浓度检测的基本条件。

其中,分光器件11用于将经过第一吸收处理后的检测光信号分为第一光信号和第二光信号,并分别将第一光信号传输至气体吸收池和将第二光信号传输至气体滤光器件。分光器件11可以是分光镜,在光学玻璃表面镀上一层或多层薄膜,在一束光投射到镀膜玻璃上后,通过反射和折射,光束就被分为两束或更多束,这种镀膜玻璃就叫做分光镜,也叫分束镜。分束镜主要用于将入射光束分成具有一定光强比的透射与反射两束光,分束镜通常总是倾斜着使用,它能方便地将入射光分离成反射光和透射光两部分。如果把一束光分成光谱成分相同的两束光,即在一定的波长区域内,如可见光区内,对各波长具有相同的透射率和反射率比,因而反射光和透射光呈中性,这种分束镜称为中性分束镜,分光器件11可以采用中性分束镜。常用的中性分束镜有两种结构,一种是将膜层镀在透明的平板上,另一种是把膜层镀在45°的直角棱镜斜面上,再胶合一个同样形状的棱镜,构成胶合立方体。平板分束镜会产生不可避免的象散,通常应用在中、低级光学装置上;对于性能要求较高的光学系统,可以采用棱镜分束镜。胶合立方体分束镜(也称作分光棱镜)的优点是在仪器中装调方便,而且由于膜层不是暴露在空气中,不易损坏和腐蚀,因而对膜层材料的机械、化学稳定性要求较低。

其中,气体吸收池12用于对第一光信号进行第二吸收处理,以及将经过第二吸收处理后的第一光信号传输至气体滤光器件;气体吸收池12是利用吸收光谱技术对检测光信号的强度进行二次吸收,吸收光谱技术的基本原理为:当一束一定强度的光信号穿过充满气体的气体吸收池后,其强度会因分子吸收而衰减;故气体吸收池12中充满的气体是高浓度且与待检气体种类相同的气体,在待检气体种类有多种时,气体吸收池12中的气体是与多种待检气体对应的高浓度气体,以保证能对经过第一吸收处理后的检测光信号的强度进行进一步的吸收。气体吸收池包括多种类型,有传统white怀特池、herriott赫里奥特池、矩阵型以及它们的改进型等吸收池的结构和原理,是基于光学气体吸收池在tdlas(tunablediodelaserabsorptionspectroscopy,可调谐半导体激光器吸收光谱技术)领域中的应用和发展。基于tdlas技术构建的气体检测系统具有高灵敏度、高精度、反应快等优点,已广泛应用于气体检测、工业过程控制、污染源排放检测等领域。

其中,气体滤光器件13用于分别对经过第二吸收处理后的第一光信号和第二光信号进行滤光处理,以及将经过滤光处理后的第一光信号传输至第一探测器和将经过滤光处理后的第二光信号传输至第二探测器;气体滤光器件13包括多组滤光窗口和旋转部件,多组滤光窗口包括多组气体滤光片,旋转部件用于根据待测气体的类型从多组滤光窗口中选择一组滤光窗口,以使来自气体吸收池的第一光信号和第二光信号通过所选择的一组滤光窗口。多组气体滤光片为圆形,多组滤光窗口也为圆形,每组气体滤光片包括两个关于气体滤光器件的中心呈中心对称且规格相同的气体滤光片。气体滤光片即滤光片,是用来选取所需辐射波段的光学器件,如:待检气体为no气体,no气体的特征吸收波长在5.25μm附近,从气体滤光器件中选择与no气体对应的滤光片,以对no气体特征吸收波段进行选取。滤光片是对由特殊材料制作的基板进行镀膜实现的,镀膜的材料和基板的材料与待检测气体种类有关,不同的待检测气体对应不同的滤光片。

其中,第一探测器14用于对来自滤光器件的第一光信号进行光电转换得到第一电信号,经过滤光器件的滤光后的第一光信号是所选取的波段对应的光信号,通过第一探测器14对该光信号进行光电转换可得到对应的电信号。探测器(detector)是观察、记录粒子的装置,核物理和粒子物理实验研究中不可缺少的设备。探测器可分为两类:计数器和径迹探测器。其中,在探测器是计数器时,有电离室、正比计数器、盖革-米勒计数器、闪烁体探测器、切伦科夫计数器、半导体探测器等等,主要是用来记录粒子的数目/强度,以及将粒子携带的能量信息转化成相应大小电信号。通常要求计数器具有一定的时间分辨率,即先后两个粒子射入计数器可分辨的时间。

其中,第二探测器15用于对来自滤光器件的第二光信号进行光电转换得到第二电信号,经过滤光器件的滤光后的第二光信号是所选取的波段对应的光信号,通过第二探测器15对该光信号进行光电转换可得到对应的电信号。

第一探测器14与第二探测器15是两个相同的探测器,探测器的原理是光电效应,即将光信号转换为电信号。在通过第一探测器14得到第一电信号,以及通过第二探测器15得到第二电信号后,可对第一电信号和第二电信号进行差分处理,进行进一步计算之后可得到待检气体的浓度。其中,可利用朗伯-比尔定律(beer-lambertlaw)计算得到来自第一探测器14的信号和第二探测器15的信号的吸收分子数目,朗伯-比尔定律是光吸收的基本定律,适用于所有的电磁辐射和所有的吸光物质,包括气体、固体、液体、分子、原子和离子。朗伯-比尔定律是吸光光度法、比色分析法和光电比色法的定量基础,光被吸收的量正比于光程中产生光吸收的分子数目。朗伯-比尔定律数学表达式:a=lg(1/t)=kbc,a为吸光度,t为透射比(透光度),是出射光强度(i)比入射光强度(i0),k为摩尔吸光系数.它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关,c为吸光物质的浓度,单位为mol/l,b为吸收层厚度,单位为cm;物理意义是当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时,其吸光度a与吸光物质的浓度c及吸收层厚度b成正比,而与透光度t成反相关。

参见图1和图2所示,光源10位于分光器件11的前方,光源10发射的检测光信号经过混合气体后经过分光器件11后分为两路,一路检测光信号依次经过气体吸收池12和气体滤光器件13传输至第一探测器14,另一路检测光信号经过气体滤光器件13传输至第二探测器15。

下面对图1和图2的气体检测装置的工作原理进行详细说明:

光源10,用于发出检测光信号,将检测光信号传输至包括至少一种待检气体的混合气体中进行第一吸收处理,以及将经过第一吸收处理后的检测光信号传输至分光器件;使混合气体中的待检测气体对检测光信号进行初次吸收处理。

分光器件11,用于将经过第一吸收处理后的检测光信号分为第一光信号和第二光信号,并分别将第一光信号传输至气体吸收池和将第二光信号传输至气体滤光器件;经过混合气体的吸收处理后的检测光信号由分光器件11分为两路,以便后续对经过吸收处理的信号进行差分处理。

气体吸收池12,用于对第一光信号进行第二吸收处理,以及将经过第二吸收处理后的第一光信号传输至气体滤光器件;气体吸收池12中的高浓度且与待检气体相同的气体可对第一光信号进行二次吸收处理,待检气体的特征吸收波段附近的第一光信号的强度将再次减小。

气体滤光器件13,用于分别对经过第二吸收处理后的第一光信号和第二光信号进行滤光处理,以及将经过滤光处理后的第一光信号传输至第一探测器和将经过滤光处理后的第二光信号传输至第二探测器;气体滤光器件13可对第一光信号中经过二次吸收处理后的待检气体波段进行选取,以及对第二光信号中未经二次吸收处理的待检气体波段进行选取,可以直接滤除混合气体中其他气体的干扰,能获取更精确的检测结果。

第一探测器14,用于对来自滤光器件的第一光信号进行光电转换得到第一电信号;利用第一探测器14对来自滤光器件的第一光信号进行光电转换,同时可计算出此时的第一光信号对应的吸收信号强度。

第二探测器15,用于对来自滤光器件的第二光信号进行光电转换得到第二电信号;利用第二探测器15对来自滤光器件的第二光信号进行光电转换,同时可计算出此时的第二光信号对应的吸收信号强度;对第一光信号对应的吸收信号强度和第二光信号对应的吸收信号强度进行差分处理后,可计算得到较精确的待检气体的浓度。

其中,在一种可能的实施方式中,气体检测装置还包括:反射器件,用于对来自分光器件的第二光信号进行角度调整,将角度调整后的第二光信号发射至气体滤光器件,使第二光信号可垂直射入气体滤光器件13。

其中,在另一种可能的实施方式中,气体滤光器件13包括多组滤光窗口和旋转部件,多组滤光窗口包括多组气体滤光片,旋转部件用于根据待测气体的类型从多组滤光窗口中选择一组滤光窗口,以使来自气体吸收池的第一光信号和第二光信号通过所选择的一组滤光窗口。

其中,在另一种可能的实施方式中,多组气体滤光片为圆形,多组滤光窗口也为圆形,每组气体滤光片包括两个关于气体滤光器件的中心呈中心对称且规格相同的气体滤光片。

其中,在另一种可能的实施方式中,第一光信号和第二光信号经过分光器件11处理后相互垂直射出。

在本申请实施例的方案中,光源发出检测光信号,将检测光信号传输至包括至少一种待检气体的混合气体中进行第一吸收处理,以及将经过第一吸收处理后的检测光信号传输至分光器件;分光器件将经过第一吸收处理后的检测光信号分为第一光信号和第二光信号,并分别将第一光信号传输至气体吸收池和将第二光信号传输至气体滤光器件;气体吸收池对第一光信号进行第二吸收处理,以及将经过第二吸收处理后的第一光信号传输至气体滤光器件;气体滤光器件分别对经过第二吸收处理后的第一光信号和第二光信号进行滤光处理,以及将经过滤光处理后的第一光信号传输至第一探测器和将经过滤光处理后的第二光信号传输至第二探测器;第一探测器对来自滤光器件的第一光信号进行光电转换得到第一电信号,第二探测器对来自滤光器件的第二光信号进行光电转换得到第二电信号,通过对第一电信号和第二电信号进行差分处理可以得到待检气体的浓度,进一步提高了待检气体浓度检测的灵敏度和精确度,消除了环境中其他气体的干扰,降低了待检气体浓度检测的成本。

参见图3和图4,为本申请实施例提供的一种气体检测装置另一结构示意图,在本申请实施例中,气体检测装置包括:光源10、分光器件11、反射器件16、气体吸收池12、气体滤光器件13、第一探测器14和第二探测器15。

本实施例和图1中的实施例的区别在于,本实施例除包括:光源10、气体吸收池12、气体滤光器件13、第一探测器14和第二探测器15之外,还包括准反射器件16。

其中,本实施例中光源10、分光器件11、气体吸收池12、第一探测器14和第二探测器15的描述可参照图1和图2实施例的描述,此处不再赘述。

其中,反射器件16用于对来自分光器件的第二光信号进行角度调整,将角度调整后的第二光信号发射至气体滤光器件,反射器件16可以是反射镜,反射镜是一种利用反射定律工作的光学元件,反射镜按形状可分为平面反射镜、球面反射镜和非球面反射镜三种;按反射程度,可分成全反反射镜和半透半反反射镜。

其中,分光器件11用于将经过第一吸收处理后的检测光信号分为第一光信号和第二光信号,并分别将第一光信号传输至气体吸收池和将第二光信号传输至气体滤光器件,且第一光信号和第二光信号经过分光器件处理后相互垂直射出。分光器件11可以是分光镜,在光学玻璃表面镀上一层或多层薄膜,在一束光投射到镀膜玻璃上后,通过反射和折射,光束就被分为两束或更多束,这种镀膜玻璃就叫做分光镜,也叫分束镜。分束镜主要用于将入射光束分成具有一定光强比的透射与反射两束光,分束镜通常总是倾斜着使用,它能方便地将入射光分离成反射光和透射光两部分。如果把一束光分成光谱成分相同的两束光,即在一定的波长区域内,如可见光区内,对各波长具有相同的透射率和反射率比,因而反射光和透射光呈中性,这种分束镜称为中性分束镜,分光器件11可以采用中性分束镜。常用的中性分束镜有两种结构,一种是将膜层镀在透明的平板上,另一种是把膜层镀在45°的直角棱镜斜面上,再胶合一个同样形状的棱镜,构成胶合立方体。平板分束镜会产生不可避免的象散,通常应用在中、低级光学装置上;对于性能要求较高的光学系统,可以采用棱镜分束镜。胶合立方体分束镜(也称作分光棱镜)的优点是在仪器中装调方便,而且由于膜层不是暴露在空气中,不易损坏和腐蚀,因而对膜层材料的机械、化学稳定性要求较低。

其中,气体滤光器件13用于分别对经过第二吸收处理后的第一光信号和第二光信号进行滤光处理,以及将经过滤光处理后的第一光信号传输至第一探测器和将经过滤光处理后的第二光信号传输至第二探测器;气体滤光器件13包括多组滤光窗口和旋转部件,多组滤光窗口包括多组气体滤光片,旋转部件用于根据待测气体的类型从多组滤光窗口中选择一组滤光窗口,以使来自气体吸收池的第一光信号和第二光信号通过所选择的一组滤光窗口。多组气体滤光片为圆形,多组滤光窗口也为圆形,每组气体滤光片包括两个关气体滤光器件的中心呈中心对称且规格相同的气体滤光片。气体滤光片即滤光片,是用来选取所需辐射波段的光学器件,如:待检气体为no气体,no气体的特征吸收波长在5.25μm附近,从气体滤光器件中选择与no气体对应的滤光片,以对no气体特征吸收波段进行选取。滤光片是对由特殊材料制作的基板进行镀膜实现的,镀膜的材料和基板的材料与待检测气体种类有关,不同的待检测气体对应不同的滤光片。

参见图3和图4所示,光源10位于分光器件11的前方,光源10发射的检测光信号经过混合气体后经过分光器件11后分为两路,一路检测光信号依次经过气体吸收池12和气体滤光器件13传输至第一探测器14,另一路检测光信号依次经过反射器件16和气体滤光器件13传输至第二探测器15。

下面对图3和图4的气体检测装置的工作原理进行详细说明:

光源10,用于发出检测光信号,将检测光信号传输至包括至少一种待检气体的混合气体中进行第一吸收处理,以及将经过第一吸收处理后的检测光信号传输至分光器件;使混合气体中的待检测气体对检测光信号进行初次吸收处理。

分光器件11,用于将经过第一吸收处理后的检测光信号分为第一光信号和第二光信号,并分别将第一光信号传输至气体吸收池和将第二光信号传输至气体滤光器件;经过混合气体的吸收处理后的检测光信号由分光器件11分为两路,以便后续对经过吸收处理的信号进行差分处理。

反射器件16,用于对来自分光器件的第二光信号进行角度调整,将角度调整后的第二光信号发射至气体滤光器件,反射器件16可以是反射镜,反射镜是一种利用反射定律工作的光学元件,反射镜按形状可分为平面反射镜、球面反射镜和非球面反射镜三种;按反射程度,可分成全反反射镜和半透半反反射镜。

气体吸收池12,用于对第一光信号进行第二吸收处理,以及将经过第二吸收处理后的第一光信号传输至气体滤光器件;气体吸收池12中的高浓度且与待检气体相同的气体可对第一光信号进行二次吸收处理,待检气体的特征吸收波段附近的第一光信号的强度将再次减小。

气体滤光器件13,用于分别对经过第二吸收处理后的第一光信号和第二光信号进行滤光处理,以及将经过滤光处理后的第一光信号传输至第一探测器和将经过滤光处理后的第二光信号传输至第二探测器;气体滤光器件13可对第一光信号中经过二次吸收处理后的待检气体波段进行选取,以及对第二光信号中未经二次吸收处理的待检气体波段进行选取,可以直接滤除混合气体中其他气体的干扰,能获取更精确的检测结果。

第一探测器14,用于对来自滤光器件的第一光信号进行光电转换得到第一电信号;利用第一探测器14对来自滤光器件的第一光信号进行光电转换,同时可计算出此时的第一光信号对应的吸收信号强度。

第二探测器15,用于对来自滤光器件的第二光信号进行光电转换得到第二电信号;利用第二探测器15对来自滤光器件的第二光信号进行光电转换,同时可计算出此时的第二光信号对应的吸收信号强度;对第一光信号对应的吸收信号强度和第二光信号对应的吸收信号强度进行差分处理后,可计算得到较精确的待检气体的浓度。

其中,在另一种可能的实施方式中,请参见图4,气体滤光器件13包括多组滤光窗口和旋转部件17,多组滤光窗口包括多组气体滤光片,旋转部件17用于根据待测气体的类型从多组滤光窗口中选择一组滤光窗口,以使来自气体吸收池的第一光信号和第二光信号通过所选择的一组滤光窗口。

其中,在另一种可能的实施方式中,请参见图5,多组气体滤光片为圆形,多组滤光窗口也为圆形,每组气体滤光片包括两个关于气体滤光器件的中心呈中心对称且规格相同的气体滤光片,如:图5中包括4组滤光窗口,4组滤光窗口关于气体滤光器件的中心呈中心对称分布,每组滤光窗口对应一组规格相同的滤光片,第一组滤光片包括:滤光片51和滤光片52,第二组滤光片包括:滤光片53和滤光片54,第三组滤光片包括:滤光片55和滤光片56,第四组滤光片包括:滤光片57和滤光片58。

其中,在另一种可能的实施方式中,请参见图4,第一光信号和第二光信号经过分光器件11处理后相互垂直射出。

在本申请实施例的方案中,光源发出检测光信号,将检测光信号传输至包括至少一种待检气体的混合气体中进行第一吸收处理,以及将经过第一吸收处理后的检测光信号传输至分光器件;分光器件将经过第一吸收处理后的检测光信号分为第一光信号和第二光信号,并分别将第一光信号传输至气体吸收池和将第二光信号传输至气体滤光器件;气体吸收池对第一光信号进行第二吸收处理,以及将经过第二吸收处理后的第一光信号传输至气体滤光器件;气体滤光器件分别对经过第二吸收处理后的第一光信号和第二光信号进行滤光处理,以及将经过滤光处理后的第一光信号传输至第一探测器和将经过滤光处理后的第二光信号传输至第二探测器;第一探测器对来自滤光器件的第一光信号进行光电转换得到第一电信号,第二探测器对来自滤光器件的第二光信号进行光电转换得到第二电信号,通过对第一电信号和第二电信号进行差分处理可以得到待检气体的浓度,进一步提高了待检气体浓度检测的灵敏度和精确度,消除了环境中其他气体的干扰,降低了待检气体浓度检测的成本。

请参见图6,为本申请实施例提供了一种气体检测方法的流程示意图,该气体检测方法可以包括:

s601,光源发出检测光信号,将检测光信号传输至包括至少一种待检气体的混合气体中进行第一吸收处理,以及将经过第一吸收处理后的检测光信号传输至分光器件。

s602,分光器件将经过第一吸收处理后的检测光信号分为第一光信号和第二光信号,并分别将第一光信号传输至气体吸收池和将第二光信号传输至气体滤光器件。

s603,气体吸收池对第一光信号进行第二吸收处理,以及将经过第二吸收处理后的第一光信号传输至气体滤光器件。

s604,气体滤光器件分别对经过第二吸收处理后的第一光信号和第二光信号进行滤光处理,以及将经过滤光处理后的第一光信号传输至第一探测器和将经过滤光处理后的第二光信号传输至第二探测器。

s605,第一探测器对来自滤光器件的第一光信号进行光电转换得到第一电信号。

s606,第二探测器对来自滤光器件的第二光信号进行光电转换得到第二电信号。

在一种可能的实施方式中,气体检测方法还包括:

反射器件对来自分光器件的第二光信号进行角度调整,将角度调整后的第二光信号发射至气体滤光器件。

在一种可能的实施方式中,所述气体滤光器件包括多组滤光窗口和旋转部件,多组滤光窗口包括多组气体滤光片,通过旋转部件根据待测气体的类型从多组滤光窗口中选择一组滤光窗口,以使来自气体吸收池的第一光信号和第二光信号通过所选择的一组滤光窗口。

需要说明的是,上述实施例提供的气体检测方法与气体检测装置实施例属于同一构思,其体现实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述的本发明实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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