本实用新型属于气体检测技术领域,尤其涉及一种扩充式多组分多通道测量的激光分析仪。
背景技术:
现有的多组分激光气体分析仪,多数是用一个半导体激光器测量波长接近的两种或三种气体,这个半导体激光器发出的可变频率激光波长包含这几种气体的中心吸收波长,通过频率的调节在每种气体的中心吸收波长处测得这种气体的浓度值,从而得到每种气体的浓度。有的则是使用多个激光器,提供不同的波长激光,但不能够在不同通道之间进行切换。
有些现场需要测试波长相差较大的几种气体甚至需要测试四种、五种更多种类的气体,同时不同的通道都需要测试这几种气体,现有的仪器则达不到这样的需求。
现有的激光分析仪不能在不同通道分别测量波长相差较大的几种气体,不能满足企业对多组分气体测量的需求。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种扩充式多组分多通道测量的激光分析仪,旨在解决上述的技术问题。
本实用新型是这样实现的,一种扩充式多组分多通道测量的激光分析仪,所述激光分析仪包括显示模块、信号分析处理模块及气体检测模块,所述气体检测模块的输出端连接所述信号分析处理模块输入端,所述信号分析处理模块的输出端连接所述显示模块的输入端;所述信号分析处理模块,用于接收气体检测模块发送的参比信号和测量信号并对其进行分析处理,将其分析处理的结果发送给显示模块;显示模块,用于显示信号分析处理模块经分析、处理后是气体浓度结果值;气体检测模块,用于生产参比气体的参比信号和检测气体的测量信号,将生成的参比信号和测量信号输出给信号分析处理模块。
本实用新型的进一步技术方案是:所述气体检测模块包括激光发射单元、参比单元、多通道开关单元、模拟开关单元及气体测量单元,所述激光发射单元的输出端分别连接所述参比单元的输入端及多通道开关单元的输入端,所述参比单元的输出端连接所述模块开关单元的输入端,所述多通道开关单元的输出端连接所述气体测量单元的输入端,所述气体测量单元的输出端连接所述模块开关单元的输入端。
本实用新型的进一步技术方案是:所述气体测量单元包括两路测量通道,两路测量通道结构相同,包括射端、气体通道及接收端,所述发射端输出端连接所述气体通道的输入端,所述气体通道的输出端连接所述接收端的输入端。
本实用新型的进一步技术方案是:所述激光发射单元包括两路激光发射通道,两路激光发射通道结构相同,其包括半导体激光器、激光分路器及激光驱动器,所述激光驱动器的输出端连接所述体激光器的驱动端,所述半导体激光器的输出端连接所述激光分路器的输入端。
本实用新型的进一步技术方案是:所述参比单元采用的是参比气室。
本实用新型的进一步技术方案是:所述多通道开关单元采用多通道光开关。
本实用新型的进一步技术方案是:所述模拟开关单元包括第一多通道模拟开关及第二多通道模拟开关,所述第一多通道模拟开关与所述第二多通道模拟开关平行设置,所述第一多通道模拟开关的输入端连接所述参比气室的输出端,所述第二多通道模拟开关的输入端通过同轴电缆连接所述接收端的输出端。
本实用新型的进一步技术方案是:在测试多种气体时,扩充激光发射通道、参比单元及测量通道,所述激光发射通道的输出端连接所述参比单元的输入端及测量通道的输入端,所述测量通道的输出端连接所述第二多通道模拟开关的输入端,所述参比单元的输出端连接所述第一多通道模拟开关的输入端。
本实用新型的进一步技术方案是:所述激光分路器的分路比为1:9。
本实用新型的有益效果是:同一通道测量波长相差较大的气体,在不同通道之间进行切换测试多组分气体,可减少分析仪的安装,节约成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的扩充式多组分多通道测量的激光分析仪的结构框图。
具体实施方式
图1示出了本实用新型提供的一种扩充式多组分多通道测量的激光分析仪,所述激光分析仪包括显示模块、信号分析处理模块及气体检测模块,所述气体检测模块的输出端连接所述信号分析处理模块输入端,所述信号分析处理模块的输出端连接所述显示模块的输入端;所述信号分析处理模块,用于接收气体检测模块发送的参比信号和测量信号并对其进行分析处理,将其分析处理的结果发送给显示模块;显示模块,用于显示信号分析处理模块经分析、处理后是气体浓度结果值;气体检测模块,用于生产参比气体的参比信号和检测气体的测量信号,将生成的参比信号和测量信号输出给信号分析处理模块。
所述气体检测模块包括激光发射单元、参比单元、多通道开关单元、模拟开关单元及气体测量单元,所述激光发射单元的输出端分别连接所述参比单元的输入端及多通道开关单元的输入端,所述参比单元的输出端连接所述模块开关单元的输入端,所述多通道开关单元的输出端连接所述气体测量单元的输入端,所述气体测量单元的输出端连接所述模块开关单元的输入端。
所述气体测量单元包括两路测量通道,两路测量通道结构相同,包括射端、气体通道及接收端,所述发射端输出端连接所述气体通道的输入端,所述气体通道的输出端连接所述接收端的输入端。
所述激光发射单元包括两路激光发射通道,两路激光发射通道结构相同,其包括半导体激光器、激光分路器及激光驱动器,所述激光驱动器的输出端连接所述体激光器的驱动端,所述半导体激光器的输出端连接所述激光分路器的输入端。
所述参比单元采用的是参比气室。
所述多通道开关单元采用多通道光开关。
所述模拟开关单元包括第一多通道模拟开关及第二多通道模拟开关,所述第一多通道模拟开关与所述第二多通道模拟开关平行设置,所述第一多通道模拟开关的输入端连接所述参比气室的输出端,所述第二多通道模拟开关的输入端通过同轴电缆连接所述接收端的输出端。
在测试多种气体时,扩充激光发射通道、参比单元及测量通道,所述激光发射通道的输出端连接所述参比单元的输入端及测量通道的输入端,所述测量通道的输出端连接所述第二多通道模拟开关的输入端,所述参比单元的输出端连接所述第一多通道模拟开关的输入端。
所述激光分路器的分路比为1:9。
将多个半导体激光器发射出的激光利用光开关,切换入射到不同的测量通道,同时利用模拟开切换通道采集对应的参比信号和测量信号,从而达到在不同的通道测量多组分气体浓度的目的。
首先第一半导体激光器发射出的激光λ1,分为两路,一路10%进入到参比气室1,经过参比气室1到达第一多通道模拟开关,第一多通道模拟开关切换为参比气室1对应的通道,另一路90%达到多通道光开关,多通道光开关切换接通通道1,通过发射端1入射到气体5通道1,经气体吸收的光到达接收端1,接收端将采集到的光信号转换为电信号,经过同轴电缆传输到第二多通道模拟开关,第二多通道模拟开关切换为测量1对应的通道。传输过来的参比信号和测量信号被信号分析处理模块采集分析处理,显示模块显示所测通道1中波长λ1气体浓度值。同时第二半导体激光器发射出的激光λ2,分为两路,一路10%进入到参比气室2,经过参比气室2到达第一多通道模拟开关,第一多通道模拟开关切换为参比气室2对应的通道,另一路90%到达多通道光开关,多通道光开关切换接通通道2,通过发射端2入射到气体通道2,经气体吸收的光到达接收端2,接收端将采集到的光信号转换为电信号,经过同轴电缆传输到第二多通道模拟开关,第二多通道模拟开关切换为测量2对应的通道。传输过来的参比信号和测量信号被信号分析处理模块采集分析处理,显示模块显示所测通道2中波长λ2气体浓度值。
然后,多通道光开关切换,将测量1的光切换接通到通道2,第一半导体激光器发出的激光λ1进入到通道2中,同时参比信号和测量信号切换到对应通道,测量通道2中吸收波长为λ1的气体浓度;将测量2的光切换接通到通道1,第二半导体激光器发出的激光进入到通道1中,同时参比信号和测量信号切换到对应通道,测量通道1中波长λ2气体的浓度。
这样轮流切换,从而保证在线实时测量。
需要测试更多气体种类,只需加半导体激光器、参比气室,更换更多通道的光开关和模拟开关,同时配套相应的软件硬件控制系统。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。