基于波分复用技术的CRDS多组分温室气体检测装置的制作方法

本技术涉及环境监测，特别涉及一种基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置。

背景技术：

1、光腔衰荡是目前一种新型的气体浓度测量方法。它不是直接测量吸收，而是测量光强通过气体吸收后的衰减时间，可去除光源波动带来的测量误差。这种方法可以获得几公里或几十公里等效光程，非常适合测量大气中的痕量气体。为实现多组分测定，一般使用多款分析仪或多个衰荡腔组合的方式进行测量。或共用一个衰荡腔，采用分时复用的方式进行测量。

2、公告号为cn219065253u,名称为“高精度多组分温室气体监测装置”中，使用多个激光器通过激光切换开关切换，分时复用。增加了响应时间，无法同时输出多种组分气体浓度，不利于气体的实时检测。

3、公告号为cn113092412b，名称为“负压状态下多组分痕量气体在线检测装置和法”，使用多个衰荡腔。由于高反镜价格昂贵，且安装时要求较高。此方法大大增加了制造成本和装调、维修难度。

4、由此目前光腔衰荡气体监测为实现多组分测定，一般使用多款分析仪组合分别进行测量、或共用一个衰荡腔分时复用的方式进行测量，使用多款分析仪组合的方式，设备造价高，而共用一个衰荡腔的情况，采用分时复用会造成多个响应速度慢，随着要求被测气体组分的增大，此现象也就越明显。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是现有多组分气体浓度检测装置成本高、响应速率慢等问题，为此，本实用新型提出了基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置。

2、针对上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

3、本实用新型提供一种基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置，包括激光输出装置、复用器、衰荡腔、解复用器和检测处理装置，所述激光输出装置用于同时发出不同波长的激光信号，所述复用器连接在所述衰荡腔和所述激光输出装置之间，以用于将不同波长的激光信号复用合成后输出至衰荡腔，所述解复用器连接在所述衰荡腔和所述检测处理装置之间，所述解复用器用于将经过所述衰荡腔后输出的激光信号分解为不同波长的激光信号，所述检测处理装置用于对所述解复用器分解后不同波长的激光信号进行处理，不同波长的激光信号对应不同的衰减时间，以计算出所述衰荡腔内多组分气体浓度。

4、根据本实用新型实施例的基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置，采用波分复用技术，通过激光输出装置输出不同波长的激光信号，多路激光信号经过复用器复用合成一路通过光纤传输至衰荡腔，通过衰荡腔处理后，从衰荡腔射出的激光信号通过光纤传入解复用器，通过解复用器分成不同波长的激光信号，并传输向检测处理装置，检测处理装置分别对不同激光信号进行处理，从而可同时计算出多组分气体浓度，这样多路信号同时操作，同时运算，可有效减少响应时间，提高响应速度，而且采用同一衰荡腔，可减少设备，降低成本，同时也方便减少组分。

5、根据本实用新型的一些实施例，所述激光输出装置包括多组激光输出组件，多组所述激光输出组件分别对应输出不同波长的激光信号。

6、根据本实用新型的一些实施例，每组所述激光输出组件包括依次相连的激光器驱动、激光器和声光调制器，所述声光调制器与所述复用器相连。

7、根据本实用新型的一些实施例，每组所述激光输出组件还包括隔离器，所述隔离器连接在所述声光调制器和所述复用器之间。

8、根据本实用新型的一些实施例，所述基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置还包括第一耦合器，所述第一耦合器连接在所述衰荡腔和所述复用器之间，所述第一耦合器用于将所述复用器输出的激光信号耦合输出至所述衰荡腔。

9、根据本实用新型的一些实施例，所述基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置还包括第二耦合器，所述第二耦合器连接在所述衰荡腔和所述解复用器之间，以用于将所述衰荡腔输出的激光信号耦合输出至所述解复用器。

10、根据本实用新型的一些实施例，所述第一耦合器和所述第二耦合器为耦合镜组。

11、根据本实用新型的一些实施例，所述检测处理装置包括多组检测处理组件，每组所述检测处理组件分别对不同波长的激光信号进行处理以分别测出多种组分的气体浓度。

12、根据本实用新型的一些实施例，每组所述检测处理组件均包括光电探测器和信号处理器，所述光电探测器连接在所述解复用器和所述信号处理器之间。

13、本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实本实用新型实施例了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置，其特征在于，包括激光输出装置、复用器、衰荡腔、解复用器和检测处理装置，所述激光输出装置用于同时发出不同波长的激光信号，所述复用器连接在所述衰荡腔和所述激光输出装置之间，以用于将不同波长的激光信号复用合成后输出至衰荡腔，所述解复用器连接在所述衰荡腔和所述检测处理装置之间，所述解复用器用于将经过所述衰荡腔后输出的激光信号分解为不同波长的激光信号，所述检测处理装置用于对所述解复用器分解后不同波长的激光信号进行处理，不同波长的激光信号对应不同的衰减时间，以计算出所述衰荡腔内多组分气体浓度。

2.根据权利要求1所述的基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置，其特征在于，所述激光输出装置包括多组激光输出组件，多组所述激光输出组件分别对应输出不同波长的激光信号。

3.根据权利要求2所述的基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置，其特征在于，每组所述激光输出组件包括依次相连的激光器驱动、激光器和声光调制器，所述声光调制器与所述复用器相连。

4.根据权利要求3所述的基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置，其特征在于，每组所述激光输出组件还包括隔离器，所述隔离器连接在所述声光调制器和所述复用器之间。

5.根据权利要求1所述的基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置，其特征在于，还包括第一耦合器，所述第一耦合器连接在所述衰荡腔和所述复用器之间，所述第一耦合器用于将所述复用器输出的激光信号耦合输出至所述衰荡腔。

6.根据权利要求5所述的基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置，其特征在于，还包括第二耦合器，所述第二耦合器连接在所述衰荡腔和所述解复用器之间，以用于将所述衰荡腔输出的激光信号耦合输出至所述解复用器。

7.根据权利要求6所述的基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置，其特征在于，所述第一耦合器和所述第二耦合器为耦合镜组。

8.根据权利要求1所述的基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置，其特征在于，所述检测处理装置包括多组检测处理组件，每组所述检测处理组件分别对不同波长的激光信号进行处理以分别测出多种组分的气体浓度。

9.根据权利要求8所述的基于波分复用技术的crds多组分温室气体检测装置，其特征在于，每组所述检测处理组件均包括光电探测器和信号处理器，所述光电探测器连接在所述解复用器和所述信号处理器之间。

技术总结
本技术公开一种基于波分复用技术的CRDS多组分温室气体检测装置，包括激光输出装置、复用器、衰荡腔、解复用器和检测处理装置，激光输出装置用于同时发出不同波长的激光信号，复用器连接在衰荡腔和激光输出装置之间，以用于将不同波长的激光信号复用合成后输出至衰荡腔，解复用器连接在衰荡腔和检测处理装置之间，解复用器用于将经过衰荡腔后输出的激光信号分解为不同波长的激光信号，检测处理装置用于对解复用器分解后不同波长的激光信号进行处理，不同波长的激光信号对应不同的衰减时间，以计算出衰荡腔内多组分气体浓度，所述检测装置成本低、响应速度快。

技术研发人员：汝继业,李德安,徐军,刘俊杰,吕磊,于剑虎
受保护的技术使用者：青岛明德环保仪器有限公司
技术研发日：20231115
技术公布日：2024/6/11