【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于甲烷遙測，尤其涉及一種基于tdlas技術的甲烷遙測系統。
技術介紹
1、甲烷遙測設備主要用于檢測空氣中的甲烷含量，被廣泛應用于天然氣行業、煤礦安全和環境檢測等領域。目前檢測方式包括催化燃燒檢測法、半導體檢測法和光譜檢測法等。其中，光譜檢測法在精度等方面表現較好，在氣體檢測方面取得了廣泛應用。tdlas（可調諧半導體激光吸收光譜）技術主要利用可調諧半導體激光器的窄線寬和波長隨注入電流改變的特性，通過調制激光器的波長，使激光器的波長掃描被測氣體分子的吸收峰。基于比爾-朗伯定律，氣體分子會對被調制的激光進行吸收，從而根據吸收量實現對氣體分子濃度的測量。
2、對于遙測設備而言，信號的發射和接收是其主要內容。技術原理要求激光信號在通過激光器出射以后，穿過被測氣體后打在物體表面上，隨后被物體表面漫反射，再次穿過被測氣體后被聚焦至探測器上讀出信號，從而完成信號的接收。
3、雖然目前已經出現部分甲烷遙測技術，但現有技術仍存在很多問題。首先，現有技術受限于透鏡口徑和接收信號的強度。當距離較遠時，接收信號較弱，很容易受到外界環境的干擾。其次，如果出射光與入射光不能夠同軸，那么光路在測量距離不同時會出現變化。如果對設備不進行調整，可能會導致信號接收端無法接收到信號或信號較弱。最后，由于激光遙測甲烷的光一般為紅外波段，人眼不可見。因此，對準過程需要借助顯色卡實現，對準過程較為復雜和麻煩，對掃描位置也不夠直觀。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術創造旨在提供一種基于
2、為達到上述目的，本專利技術創造的技術方案是這樣實現的：
3、本專利技術創造提供一種基于tdlas技術的甲烷遙測系統，包括：
4、用于提供紅外波段光的第一激光器；
5、用于提供可見光的第二激光器；
6、用于將紅外波段光和可見光合束射向被測氣體的光路組件；
7、用于收集穿過被測氣體的回波反射光的反射式望遠系統。
8、優選的，所述第一激光器為dfb激光器。
9、優選的，還包括：上位機，其用于控制所述第一激光器參數。
10、優選的，所述光路組件為雙色鏡；
11、所述雙色鏡的一鏡面對紅外波段光具有反射作用，所述雙色鏡的另一鏡面對可見光具有透射作用；
12、或所述雙色鏡的一鏡面對紅外波段光具有透射作用，所述雙色鏡的另一鏡面對可見光具有反射作用。
13、優選的，通過反射鏡將經過所述雙色鏡合束后的紅外波段光和可見光反射向被測氣體，并穿過被測氣體后射向一設于被測氣體后端光路上的表面，該表面將部分合束光再次反射穿過被測氣體，并射向反射式望遠系統。
14、優選的，所述反射式望遠系統為卡塞格林望遠系統。
15、優選的，所述反射鏡與所述反射式望遠系統同軸設置。
16、優選的，還包括：傳感器，其用于探測所述反射式望遠系統收集的回波反射光，并將光信號轉化為模擬電信號。
17、優選的，還包括：數據采集卡，其用于將模擬電信號轉化為數字電信號。
18、優選的，還包括：準直鏡，其設于所述第一激光器至所述雙色鏡之間的光路上。
19、與現有技術相比，本專利技術創造能夠取得如下有益效果：
20、本專利技術采用雙激光器系統，并通過雙色鏡將紅外波段光和可見光進行合束，在甲烷濃度測量時利用可見光輔助標識紅外波段光的探測位置，保證人眼能夠直觀看到激光掃描位置，克服激光遙測甲烷過程中人眼無法直接觀測探測位置的弊端，同時，在出射光路和入射光路進行對準裝調過程中，可直接通過可見光觀察對準情況，無需借助顯色卡觀察對準情況，降低了對準裝調的復雜度。
21、本專利技術設計卡塞格林反射式望遠系統接收回波反射光，增大了光線的入射口徑，提高了光線接收范圍，從而增強了接收信號的強度，提高了信號信噪比，克服了以往透射式光學系統光線入射口徑不足的缺陷。
22、本專利技術的出射光路和入射光路采用同軸設計，即將合束光的反射鏡設置在卡塞格林反射式望遠系統的光軸方向上，保證出射的合束光和回波反射光光軸重合，避免了在不同距離下，由于出射光路和入射光路不同軸導致的沒有信號接收或者信號較弱的問題。
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1.一種甲烷遙測系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的甲烷遙測系統，其特征在于，所述第一激光器為DFB激光器。
3.根據權利要求1所述的甲烷遙測系統，其特征在于，還包括：上位機，其用于控制所述第一激光器參數。
4.根據權利要求1所述的甲烷遙測系統，其特征在于，所述光路組件為雙色鏡；
5.根據權利要求4所述的甲烷遙測系統，其特征在于，通過反射鏡將經過所述雙色鏡合束后的紅外波段光和可見光反射向被測氣體，并穿過被測氣體后射向一設于被測氣體后端光路上的表面，該表面將部分合束光再次反射穿過被測氣體，并射向反射式望遠系統。
6.根據權利要求5所述的甲烷遙測系統，其特征在于，所述反射式望遠系統為卡塞格林望遠系統。
7.根據權利要求6所述的甲烷遙測系統，其特征在于，所述反射鏡與所述反射式望遠系統同軸設置。
8.根據權利要求6所述的甲烷遙測系統，其特征在于，還包括：傳感器，其用于探測所述反射式望遠系統收集的回波反射光，并將光信號轉化為模擬電信號。
9.根據權利要求8所述的甲烷遙測系統，其特征
10.根據權利要求4所述的甲烷遙測系統，其特征在于，還包括：準直鏡，其設于所述第一激光器至所述雙色鏡之間的光路上。
...【技術特征摘要】
1.一種甲烷遙測系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的甲烷遙測系統，其特征在于，所述第一激光器為dfb激光器。
3.根據權利要求1所述的甲烷遙測系統，其特征在于，還包括：上位機，其用于控制所述第一激光器參數。
4.根據權利要求1所述的甲烷遙測系統，其特征在于，所述光路組件為雙色鏡；
5.根據權利要求4所述的甲烷遙測系統，其特征在于，通過反射鏡將經過所述雙色鏡合束后的紅外波段光和可見光反射向被測氣體，并穿過被測氣體后射向一設于被測氣體后端光路上的表面，該表面將部分合束光再次反射穿過被測氣體，并射向反射式望遠系統。
6...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王嘉寧，林冠宇，謝智韜，
申請(專利權)人：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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