本發(fā)明涉及氣體檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種基于可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置和方法。

背景技術(shù)：

氣體檢測(cè)方法大體包括兩類：傳統(tǒng)的化學(xué)方法和現(xiàn)代光譜學(xué)方法。傳統(tǒng)的化學(xué)方法具有測(cè)量手段直接、測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)，但是它需要對(duì)待測(cè)氣體進(jìn)行預(yù)先取樣，操作繁瑣、不具有時(shí)效性；現(xiàn)代光譜學(xué)方法作為一種光學(xué)檢測(cè)手段，它具有選擇性強(qiáng)、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境檢測(cè)中應(yīng)用越來(lái)越為廣泛。

吸收光譜法作為一種光學(xué)檢測(cè)方法，其基本原理是光束通過(guò)待測(cè)氣體后，經(jīng)其吸收作用使光強(qiáng)減弱，根據(jù)吸收光強(qiáng)多少可以完成氣體的定量分析。自20世紀(jì)60年代激光技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，由于激光具有很好的單色性、相干性和高亮性，激光吸收光譜技術(shù)以其不可替代的優(yōu)勢(shì)在光譜分析中占據(jù)重要地位。與傳統(tǒng)吸收光譜相比，激光吸收光譜技術(shù)的分辨率和靈敏度可大大高于傳統(tǒng)的光譜方法，同時(shí)，它能夠在測(cè)量光譜的同時(shí)完成光譜波長(zhǎng)的高精度定標(biāo)。

可調(diào)諧二極管激光吸收光譜技術(shù)（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy）與其它吸收光譜技術(shù)相比，其優(yōu)勢(shì)在于：探測(cè)靈敏度高、一般可以達(dá)到ppb-ppt量級(jí)，能夠滿足大氣中痕量氣體監(jiān)測(cè)的要求；其次，由于分子光譜的“指紋”特征，它們的選擇性很強(qiáng)，利用二極管激光有很高光譜分辨率和可調(diào)諧性的特點(diǎn)，能夠把待測(cè)分子與背景的干擾區(qū)分開(kāi)來(lái)，避免了光譜交叉干擾；再者，它們探測(cè)的范圍廣，響應(yīng)時(shí)間快，非常適合于大范圍（大尺度）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。但受其最主要部件——二極管激光器的限制，TDLAS技術(shù)仍存在許多問(wèn)題需要解決。一是二極管激光器的調(diào)諧范圍較窄，因此單一激光器測(cè)量氣體種類較為單一；二是溫度變化對(duì)調(diào)諧波長(zhǎng)穩(wěn)定性影響較大，所以需要對(duì)測(cè)量溫度進(jìn)行高精度控制；另外，單縱模輸出、高功率的激光器等還有待進(jìn)一步的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一就是提供一種基于可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，不必對(duì)其測(cè)量溫度進(jìn)行高精度控制，且能實(shí)現(xiàn)對(duì)多種氣體的快速、精確檢測(cè)。

本發(fā)明的目的之二就是提供一種基于可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)方法，該方法是基于吸收光譜法，采用可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光作為信號(hào)源，可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境中多組分痕量氣體同時(shí)進(jìn)行精確檢測(cè)的目的，以便為后期的環(huán)境檢測(cè)和保護(hù)提供高效、快速、準(zhǔn)確的測(cè)量方法。

本發(fā)明的目的之一是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置，包括激光發(fā)射機(jī)構(gòu)、光路與氣路機(jī)構(gòu)、檢測(cè)接收與處理機(jī)構(gòu)。

所述激光發(fā)射機(jī)構(gòu)包括超連續(xù)譜激光器、光學(xué)濾波器、光闌、二極管激光器、激光驅(qū)動(dòng)器、調(diào)制信號(hào)發(fā)生器、準(zhǔn)直器和光纖合波器；所述超連續(xù)譜激光器用于產(chǎn)生超連續(xù)譜激光，超連續(xù)譜激光依序經(jīng)所述光學(xué)濾波器和所述光闌后入射所述光纖合波器；所述激光驅(qū)動(dòng)器用于為所述二極管激光器提供工作所需溫度和電流，所述調(diào)制信號(hào)發(fā)生器用于產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)并通過(guò)所述激光驅(qū)動(dòng)器控制所述二極管激光器輸出可調(diào)諧激光，所述二極管激光器輸出的可調(diào)諧激光經(jīng)所述準(zhǔn)直器后入射所述光纖合波器；所述光纖合波器用于將所述光闌輸出的超連續(xù)譜激光與所述準(zhǔn)直器輸出的可調(diào)諧激光合并為一束光并輸出；所述光纖合波器輸出的光束即為激光光源。

所述光路與氣路機(jī)構(gòu)用于使所述光纖合波器輸出的光束按照預(yù)期的軌跡進(jìn)行反射，且在反射過(guò)程中被待測(cè)氣體吸收部分能量。

其中之一方案是：所述光路與氣路機(jī)構(gòu)包括吸收池、通氣管和容器；在所述容器內(nèi)盛放有待測(cè)氣體，所述容器通過(guò)所述通氣管與吸收池的進(jìn)氣口相接，進(jìn)而可向吸收池內(nèi)通入待測(cè)氣體；在所述吸收池內(nèi)設(shè)置有若干反射鏡，所述光纖合波器輸出的光束入射進(jìn)所述吸收池可在吸收池內(nèi)按預(yù)期的軌跡反射，且反射過(guò)程中可被吸收池內(nèi)的待測(cè)氣體吸收部分能量。

優(yōu)選的，所述光學(xué)濾波器為L(zhǎng)LTF光學(xué)濾波器，所述吸收池為懷特型長(zhǎng)光程吸收池；在所述吸收池的側(cè)壁設(shè)置有兩個(gè)反射鏡，入射所述吸收池的光束首先經(jīng)其中一個(gè)反射鏡反射后再入射所述吸收池，出射所述吸收池的光束經(jīng)另一反射鏡反射后再入射所述檢測(cè)接收與處理機(jī)構(gòu)。

另一方案是：所述光路與氣路機(jī)構(gòu)包括若干反射鏡，所述光纖合波器輸出的光束可在所述若干反射鏡之間按預(yù)期的軌跡反射，且反射過(guò)程中可被存在于反射鏡之間的開(kāi)放式光路中的待測(cè)氣體吸收部分能量。

因此，本發(fā)明所提供的基于可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置，既可檢測(cè)充入吸收池內(nèi)的密封氣體，也可以檢測(cè)開(kāi)放式光路中的氣體。

所述檢測(cè)接收與處理機(jī)構(gòu)用于接收所述光路與氣路機(jī)構(gòu)輸出的經(jīng)過(guò)反射、吸收后的光信號(hào)，并對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，以得出待測(cè)氣體的種類和濃度。所述檢測(cè)接收與處理機(jī)構(gòu)包括光電探測(cè)器、鎖相放大器、近紅外光譜儀、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)；由所述光路與氣路機(jī)構(gòu)輸出的光信號(hào)經(jīng)過(guò)一分二光纖分成兩路光信號(hào)，其中一路光信號(hào)經(jīng)所述近紅外光譜儀后直接傳輸給計(jì)算機(jī)；另一路光信號(hào)依序經(jīng)所述光電探測(cè)器、所述鎖相放大器和所述數(shù)據(jù)采集卡傳輸給計(jì)算機(jī)，所述光電探測(cè)器用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，鎖相放大器用于對(duì)光電探測(cè)器輸出的電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并輸出諧波信號(hào)，數(shù)據(jù)采集卡用于采集鎖相放大器輸出的信號(hào)并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)對(duì)兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即可得出待測(cè)氣體的種類和濃度。

本發(fā)明的目的之二是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)方法，包括如下步驟：

a、搭建氣體檢測(cè)裝置。

所述氣體檢測(cè)裝置包括激光發(fā)射機(jī)構(gòu)、光路與氣路機(jī)構(gòu)、檢測(cè)接收與處理機(jī)構(gòu)。

所述激光發(fā)射機(jī)構(gòu)包括超連續(xù)譜激光器、光學(xué)濾波器、光闌、二極管激光器、激光驅(qū)動(dòng)器、調(diào)制信號(hào)發(fā)生器、準(zhǔn)直器和光纖合波器。所述檢測(cè)接收與處理機(jī)構(gòu)包括光電探測(cè)器、鎖相放大器、近紅外光譜儀、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)。

所述光路與氣路機(jī)構(gòu)可以由吸收池、通氣管和容器構(gòu)成，還可以由若干反射鏡構(gòu)成。這兩種方案分別用來(lái)測(cè)量吸收池內(nèi)的密封氣體和開(kāi)放式光路中的氣體。

b、打開(kāi)超連續(xù)譜激光器和二極管激光器的開(kāi)關(guān)，使超連續(xù)譜激光器產(chǎn)生的激光依次經(jīng)過(guò)光學(xué)濾波器和光闌后入射光纖合波器，二極管激光器在調(diào)制信號(hào)發(fā)生器和激光驅(qū)動(dòng)器的作用下輸出可調(diào)諧激光，并將可調(diào)諧激光經(jīng)準(zhǔn)直器后輸出給光纖合波器；光纖合波器將超連續(xù)譜激光與可調(diào)諧激光合并為一束光并輸出。

c、光路與氣路機(jī)構(gòu)使光纖合波器輸出的激光按照預(yù)期的軌跡進(jìn)行反射，且在反射過(guò)程中由待測(cè)氣體吸收激光的部分能量。

d、被吸收能量后的激光由檢測(cè)接收與處理機(jī)構(gòu)接收并進(jìn)行處理，從而得出待測(cè)氣體的種類和濃度。

步驟d中，被吸收能量后的激光首先經(jīng)一分二光纖分成兩路光信號(hào)，其中一路光信號(hào)經(jīng)所述近紅外光譜儀后直接傳輸給計(jì)算機(jī)；另一路光信號(hào)依序經(jīng)所述光電探測(cè)器、所述鎖相放大器和所述數(shù)據(jù)采集卡傳輸給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)接收兩路數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，分別如下：

計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)采集卡輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體是：首先根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)獲得待測(cè)氣體的吸收光譜圖；然后將吸收光譜圖中的吸收峰與Hitran數(shù)據(jù)庫(kù)中氣體的吸收峰進(jìn)行比對(duì)，得出待測(cè)氣體的種類；接著根據(jù)已知種類氣體對(duì)光信號(hào)的吸收強(qiáng)度與氣體濃度之間的線性關(guān)系，再結(jié)合吸收光譜圖中吸收峰的強(qiáng)度，得出已知種類氣體的濃度。

計(jì)算機(jī)根據(jù)近紅外光譜儀輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體是：首先根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)找出吸收峰，并將吸收峰與現(xiàn)有氣體的吸收峰進(jìn)行比對(duì)，得出待測(cè)氣體的種類；之后找出激光被氣體吸收前后的光強(qiáng)及光強(qiáng)變化，根據(jù)吸收前后光強(qiáng)及光強(qiáng)的變化計(jì)算出已知種類氣體的濃度。

超連續(xù)譜激光是一種飛秒或皮秒激光，相比于普通激光，它的波長(zhǎng)范圍更加寬廣，光束更加穩(wěn)定、平坦，相干性更加突出，可大大的提高光譜分析中的信噪比，縮短測(cè)量時(shí)間，可作為光源對(duì)多種氣體實(shí)現(xiàn)高效測(cè)量。因此，超連續(xù)譜激光氣體檢測(cè)技術(shù)可以很好地解決TDLAS技術(shù)波長(zhǎng)調(diào)諧范圍較窄，單個(gè)激光器只能實(shí)現(xiàn)對(duì)單一氣體測(cè)量，需要對(duì)測(cè)量溫度進(jìn)行高精度控制等問(wèn)題和不足。超連續(xù)譜激光吸收光譜技術(shù)相對(duì)于固定波長(zhǎng)測(cè)量方法更可靠、精確，但是因?yàn)樽⑷腚娏黝l率不需太高（一般500Hz以下），存在的激光冗余噪聲和光電檢測(cè)器的熱噪聲都較高，因此檢測(cè)的靈敏度低于調(diào)制光譜學(xué)技術(shù)。

本發(fā)明首次將可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光同時(shí)作為氣體檢測(cè)裝置的光源，可實(shí)現(xiàn)高靈敏度、高分辨率、超低濃度的氣體快速檢測(cè)要求，可為研究空氣中災(zāi)害性污染的痕量氣體成分監(jiān)測(cè)和形成機(jī)理等提供獨(dú)特的技術(shù)手段。相比于現(xiàn)有的光譜檢測(cè)技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)具體表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是超連續(xù)譜激光在氣體檢測(cè)過(guò)程中對(duì)測(cè)量溫度變化要求低，因此該檢測(cè)裝置在一定測(cè)量范圍內(nèi)不必對(duì)測(cè)量溫度進(jìn)行高精度控制；二是超連續(xù)譜激光具有波長(zhǎng)范圍寬且平坦、穩(wěn)定性好、高度聚焦等特性，可用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)多種氣體的快速、精確檢測(cè)，為實(shí)現(xiàn)同一激光光源對(duì)多氣體測(cè)量提供可靠依據(jù)；三是可調(diào)諧激光的高靈敏度優(yōu)勢(shì)，只要選擇合適的光譜波段就可測(cè)到低于ppb量級(jí)濃度的氣體。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所提供的基于可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中超連續(xù)譜激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中超連續(xù)譜激光器的主源所產(chǎn)生的激光脈沖與脈沖之間的穩(wěn)定性測(cè)試圖。

圖中：1、超連續(xù)譜激光器，1-1、主源，1-2、隔離器，1-3、高功率放大器，1-4、SC發(fā)生器，1-5、輸出鏡片，2、光學(xué)濾波器，3、光闌，4、激光驅(qū)動(dòng)器，5、二極管激光器，6、準(zhǔn)直器，7、光纖合波器，8、調(diào)制信號(hào)發(fā)生器，9、吸收池，9-1、進(jìn)氣口，9-2、排氣口，9-3、第一反射鏡，9-4、第二反射鏡，10、光電探測(cè)器，11、鎖相放大器，12、數(shù)據(jù)采集卡，13、近紅外光譜儀，14、計(jì)算機(jī)。

具體實(shí)施方式

為克服現(xiàn)有光譜學(xué)檢測(cè)技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置和方法，從而實(shí)現(xiàn)以可調(diào)諧二極管激光器和超連續(xù)譜激光器同時(shí)作為檢測(cè)裝置信號(hào)源的檢測(cè)方法，利用兩種檢測(cè)技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)及互補(bǔ)性，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)多組分痕量氣體的快速、精確在線檢測(cè)。

以下具體實(shí)施例用于對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但不僅限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1，基于可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置。

本實(shí)施例中基于可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)裝置包括激光發(fā)射機(jī)構(gòu)、光路與氣路機(jī)構(gòu)、檢測(cè)接收與處理機(jī)構(gòu)。激光發(fā)射機(jī)構(gòu)用于產(chǎn)生激光；光路與氣路機(jī)構(gòu)用于使激光發(fā)射機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的激光按照預(yù)期的軌跡進(jìn)行反射，且在反射過(guò)程中由待測(cè)氣體吸收激光的部分能量。檢測(cè)接收與處理機(jī)構(gòu)用于接收光路與氣路機(jī)構(gòu)輸出的經(jīng)過(guò)反射、吸收后的光信號(hào)，并對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，以得出待測(cè)氣體的種類和濃度。

如圖1所示，激光發(fā)射機(jī)構(gòu)包括超連續(xù)譜激光器1、光學(xué)濾波器2、光闌3、二極管激光器5、激光驅(qū)動(dòng)器4、調(diào)制信號(hào)發(fā)生器8、準(zhǔn)直器6和光纖合波器7。激光發(fā)射機(jī)構(gòu)中超連續(xù)譜激光器1和二極管激光器5共同為信號(hào)源。

超連續(xù)譜激光器1用于產(chǎn)生超連續(xù)譜激光。超連續(xù)譜激光為超連續(xù)譜皮秒脈沖激光或超連續(xù)譜飛秒脈沖激光。如圖2所示，超連續(xù)譜激光器1主要包括四個(gè)子系統(tǒng)，分別是：主源1-1、高功率放大器1-3、SC發(fā)生器（即超連續(xù)譜發(fā)生器）1-4和輸出鏡片1-5。主源1-1發(fā)出脈沖經(jīng)隔離器1-2輸出至高功率放大器1-3，功率放大后在非線性光纖作用下產(chǎn)生展寬光譜，其光譜被輸出鏡片1-5收集后輸出。

主源1-1是超連續(xù)譜激光器1的“動(dòng)力源泉”，主源1-1用于產(chǎn)生超連續(xù)譜脈沖激光。本實(shí)施例中主源1-1是一個(gè)基于核心泵浦的被動(dòng)鎖模Yb光纖激光器，在重復(fù)率固定情況下，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，主源1-1所產(chǎn)生的激光脈沖與脈沖之間的穩(wěn)定性測(cè)試如圖3所示。

由于主源1-1產(chǎn)生的激光功率很低，故在此通過(guò)一個(gè)高功率放大器1-3進(jìn)行放大處理。高功率放大器1-3是一個(gè)基于雙包層摻Y(jié)b、高功率泵浦的多發(fā)射極激光二極管模塊。功率調(diào)節(jié)可以通過(guò)兩種方法實(shí)現(xiàn)：一是軟件控制；二是手動(dòng)調(diào)節(jié)。對(duì)于需要較大功率的激光而言，通常采用手動(dòng)調(diào)節(jié)方式，將功率調(diào)節(jié)旋鈕順時(shí)針旋至最大即可。

SC發(fā)生器1-4包含一段高度非線性光纖，對(duì)于高功率皮秒脈沖來(lái)說(shuō)，非線性光纖的色散和長(zhǎng)度能夠優(yōu)化生成的寬譜輻射，使其產(chǎn)生更加協(xié)調(diào)的光譜。另外，由于光纖較高的脈沖峰值功率和非線性，激光經(jīng)過(guò)非線性光纖產(chǎn)生光譜展寬，可以輸出可見(jiàn)至近紅外波段的光譜。

根據(jù)系統(tǒng)特定配置需求，輸出鏡片1-5可以為準(zhǔn)直或者發(fā)散鏡片。輸出鏡片1-5是經(jīng)過(guò)了特殊的光學(xué)設(shè)計(jì)和涂層處理后的鏡片，便于盡可能多的收集非線性光纖輸出的寬譜。

超連續(xù)譜激光器1產(chǎn)生的超連續(xù)譜激光首先入射光學(xué)濾波器2，本實(shí)施例中光學(xué)濾波器2為L(zhǎng)LTF光學(xué)濾波器（即：激光可調(diào)諧光學(xué)濾波器）。光學(xué)濾波器2用于對(duì)超連續(xù)譜激光器1產(chǎn)生的超連續(xù)譜激光進(jìn)行濾光。例如：超連續(xù)譜激光器1產(chǎn)生的超連續(xù)譜激光的波長(zhǎng)范圍為400nm~2000nm，通過(guò)光學(xué)濾波器2后的激光波長(zhǎng)范圍為1000nm~1800nm。光學(xué)濾波器2的濾光范圍可以調(diào)節(jié)，本發(fā)明中光學(xué)濾波器2與計(jì)算機(jī)14相接，通過(guò)在計(jì)算機(jī)14上輸入相應(yīng)的波長(zhǎng)范圍，可控制光學(xué)濾波器2對(duì)哪個(gè)波長(zhǎng)范圍的光進(jìn)行濾除，進(jìn)而保留所需波長(zhǎng)范圍的光。由光學(xué)濾波器2出射的激光入射光闌3，光闌3用于控制光學(xué)濾波器2輸出激光的光通量，同時(shí)隔離雜散光。由光闌3出射的激光入射光纖合波器7。

激光驅(qū)動(dòng)器4分別與二極管激光器5和調(diào)制信號(hào)發(fā)生器8相接。激光驅(qū)動(dòng)器4用于為二極管激光器5提供工作所需溫度和電流；調(diào)制信號(hào)發(fā)生器8可產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)，且所產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)經(jīng)激光驅(qū)動(dòng)器4后提供給二極管激光器5，控制二極管激光器5輸出可調(diào)諧激光。二極管激光器5的輸出端連接準(zhǔn)直器6，準(zhǔn)直器6的輸出端連接光纖合波器7?？烧{(diào)諧激光經(jīng)準(zhǔn)直器6準(zhǔn)直后輸出給光纖合波器7。

光纖合波器7用于將光闌3輸出的超連續(xù)譜激光與準(zhǔn)直器6輸出的可調(diào)諧激光進(jìn)行合并，并使合并后的光束從單條光纖輸出，光纖合波器7輸出的光束即為激光光源，也即是激光發(fā)射機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的激光。

本實(shí)施例中光路與氣路機(jī)構(gòu)包括吸收池9、通氣管和容器（通氣管和容器在圖1中未示出）。在吸收池9上設(shè)置有進(jìn)氣口9-1和排氣口9-2。在容器內(nèi)盛放有待測(cè)氣體，容器通過(guò)通氣管與吸收池9的進(jìn)氣口9-1相接，進(jìn)而可向吸收池9內(nèi)通入待測(cè)氣體。本實(shí)施例中吸收池9為懷特型長(zhǎng)光程吸收池。在吸收池9的外側(cè)壁設(shè)置有兩個(gè)反射鏡，分別為第一反射鏡9-3和第二反射鏡9-4，第一反射鏡9-3和第二反射鏡9-4均為吸收池9的一部分。第一反射鏡9-3和第二反射鏡9-4背對(duì)設(shè)置。由光纖合波器7輸出的激光首先經(jīng)第一反射鏡9-3反射后入射進(jìn)入吸收池9。在吸收池9內(nèi)設(shè)置有若干反射鏡，這些反射鏡的設(shè)置可使得激光在吸收池9內(nèi)按預(yù)期的軌跡反射、吸收、接收。激光在吸收池9內(nèi)經(jīng)若干次反射后入射吸收池9的第二反射鏡9-4，經(jīng)第二反射鏡9-4反射后入射光電探測(cè)器10。激光在吸收池9內(nèi)被反射多次的過(guò)程中，待測(cè)氣體會(huì)吸收激光的部分能量。此處，待測(cè)氣體可能會(huì)吸收超連續(xù)譜激光的能量，也可能會(huì)吸收可調(diào)諧激光的能量，也可能同時(shí)都吸收兩者的能量，具體要看兩個(gè)激光的波長(zhǎng)范圍分布，若兩者波長(zhǎng)范圍均處于待測(cè)氣體的吸收波段內(nèi)，則待測(cè)氣體會(huì)對(duì)兩個(gè)激光都有吸收。所以，在設(shè)置可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光的波段時(shí)，需要保證至少一個(gè)激光的波段符合待測(cè)氣體的吸收波段。但是，由于待測(cè)氣體的種類未知，故在設(shè)置激光波長(zhǎng)范圍的時(shí)候，可通過(guò)計(jì)算機(jī)控制光學(xué)濾波器輸出波長(zhǎng)范圍較大的激光，或控制二極管激光器輸出波長(zhǎng)范圍較大的激光，找出待測(cè)氣體的吸收峰所在波段時(shí)，再逐步縮小光學(xué)濾波器或二極管激光器輸出的激光波長(zhǎng)范圍。通過(guò)調(diào)節(jié)吸收池9內(nèi)的反射鏡的角度，可增加激光在吸收池9內(nèi)的光程，進(jìn)而可使激光被待測(cè)氣體充分吸收，以使得后期測(cè)量結(jié)果更為準(zhǔn)確。本實(shí)施例中第一反射鏡9-3和第二反射鏡9-4均為45°反射鏡。

檢測(cè)接收與處理機(jī)構(gòu)包括光電探測(cè)器10、鎖相放大器11、近紅外光譜儀13、數(shù)據(jù)采集卡12和計(jì)算機(jī)14。由光路與氣路機(jī)構(gòu)出射的激光（本實(shí)施例中即由第二反射鏡9-4反射的激光）首先經(jīng)一分二光纖分成兩路光信號(hào)；其中一路光信號(hào)入射光電探測(cè)器10，光電探測(cè)器10接收光信號(hào)并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，鎖相放大器11接收光電探測(cè)器10輸出的電信號(hào)并進(jìn)行解調(diào)，然后輸出諧波信號(hào)，鎖相放大器11輸出的諧波信號(hào)由數(shù)據(jù)采集卡12采集并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)采集卡12再將輸出的數(shù)據(jù)發(fā)送至計(jì)算機(jī)14；另一路光信號(hào)入射近紅外光譜儀13，之后由近紅外光譜儀13輸出給計(jì)算機(jī)14。計(jì)算機(jī)14對(duì)兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即可得出待測(cè)氣體的種類和濃度。鎖相放大器11還與調(diào)制信號(hào)發(fā)生器8相接，鎖相放大器11的參考信號(hào)由調(diào)制信號(hào)發(fā)生器8產(chǎn)生。

計(jì)算機(jī)14對(duì)接收到的兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體是：計(jì)算機(jī)14首先對(duì)兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲分析、背景扣除及平滑濾波等技術(shù)處理；接著根據(jù)兩路數(shù)據(jù)分別計(jì)算待測(cè)氣體的種類和濃度，可得出兩組結(jié)果。

計(jì)算機(jī)14根據(jù)數(shù)據(jù)采集卡12輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體是：首先根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)獲得待測(cè)氣體的吸收光譜圖（該步驟可通過(guò)origin軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)）；然后將吸收光譜圖中的吸收峰與Hitran數(shù)據(jù)庫(kù)中現(xiàn)有氣體的吸收峰進(jìn)行比對(duì)，得出待測(cè)氣體的種類；接著根據(jù)已知種類氣體對(duì)光信號(hào)的吸收強(qiáng)度與氣體濃度之間的線性關(guān)系，再結(jié)合吸收光譜圖中吸收峰的強(qiáng)度，得出已知種類氣體的濃度。最后一步中，已知種類氣體對(duì)光信號(hào)的吸收強(qiáng)度與氣體濃度之間的線性關(guān)系，可預(yù)先通過(guò)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)獲知，或可通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型得到，在matlab或origin軟件中均可實(shí)現(xiàn)。

計(jì)算機(jī)14根據(jù)近紅外光譜儀13輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體是：首先根據(jù)近紅外光譜儀13輸出的數(shù)據(jù)找出吸收峰，并將吸收峰與Hitran數(shù)據(jù)庫(kù)中現(xiàn)有氣體的吸收峰進(jìn)行比對(duì)，得出待測(cè)氣體的種類；然后根據(jù)近紅外光譜儀13輸出的數(shù)據(jù)，找出激光被氣體吸收前后的光強(qiáng)及光強(qiáng)變化，根據(jù)吸收前后光強(qiáng)及光強(qiáng)的變化即可計(jì)算出已知種類氣體的濃度。

計(jì)算機(jī)14根據(jù)兩路數(shù)據(jù)所得到的兩組計(jì)算結(jié)果，其待測(cè)氣體的種類是相同的，待測(cè)氣體的濃度可能會(huì)存在差別，但是差別也在不確定度允許范圍內(nèi)。一般以根據(jù)數(shù)據(jù)采集卡12輸出的數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)，因?yàn)檫@一路中存在鎖相放大器，因此可以測(cè)量濃度極低情況下的待測(cè)氣體。

實(shí)施例2

實(shí)施例1中的裝置是用于測(cè)量吸收池內(nèi)的待測(cè)氣體（通入吸收池內(nèi)且被密封），本實(shí)施例中的裝置是用于檢測(cè)開(kāi)放式光路中的待測(cè)氣體（或者說(shuō)待測(cè)氣體處于空氣中）。因此，與實(shí)施例1相比，本實(shí)施例中光路與氣路機(jī)構(gòu)由若干反射鏡構(gòu)成，即本實(shí)施例中不包括吸收池、通氣管和容器，待測(cè)氣體處于開(kāi)放式光路中，若干反射鏡的作用就是用于使由光纖合波器出射的激光按照預(yù)期的軌跡進(jìn)行反射、吸收、接收，在反射過(guò)程中由處于若干反射鏡之間的待測(cè)氣體吸收激光的部分能量。本實(shí)施例中其他器件、連接關(guān)系以及相應(yīng)的作用均與實(shí)施例1相同，故不再贅述。

實(shí)施例3，基于可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)方法。

結(jié)合圖1，本發(fā)明所提供的基于可調(diào)諧激光和超連續(xù)譜激光的氣體檢測(cè)方法包括如下步驟：

a、搭建如圖1所示的氣體檢測(cè)裝置。氣體檢測(cè)裝置包括激光發(fā)射機(jī)構(gòu)、光路與氣路機(jī)構(gòu)、檢測(cè)接收與處理機(jī)構(gòu)。

激光發(fā)射機(jī)構(gòu)包括超連續(xù)譜激光器1、光學(xué)濾波器2、光闌3、二極管激光器5、激光驅(qū)動(dòng)器4、調(diào)制信號(hào)發(fā)生器8、準(zhǔn)直器6和光纖合波器7。超連續(xù)譜激光器1用于產(chǎn)生超連續(xù)譜激光，超連續(xù)譜激光依序經(jīng)光學(xué)濾波器2和光闌3后入射光纖合波器7。激光驅(qū)動(dòng)器4用于為二極管激光器5提供工作所需溫度和電流；調(diào)制信號(hào)發(fā)生器8可產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)，且所產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)經(jīng)激光驅(qū)動(dòng)器4后提供給二極管激光器5，控制二極管激光器5輸出可調(diào)諧激光。二極管激光器5的輸出端連接準(zhǔn)直器6，準(zhǔn)直器6的輸出端連接光纖合波器7。光纖合波器7用于將光闌3輸出的超連續(xù)譜激光與準(zhǔn)直器6輸出的可調(diào)諧激光進(jìn)行合并，并使合并后的光束從單條光纖輸出。

光路與氣路機(jī)構(gòu)包括吸收池9、通氣管和容器。吸收池9本身自帶第一反射鏡9-3和第二反射鏡9-4，吸收池9為懷特型長(zhǎng)光程氣體吸收池。

檢測(cè)接收與處理機(jī)構(gòu)包括光電探測(cè)器10、鎖相放大器11、近紅外光譜儀13、數(shù)據(jù)采集卡12和計(jì)算機(jī)14。計(jì)算機(jī)14還與光學(xué)濾波器2相接，通過(guò)計(jì)算機(jī)14可控制光學(xué)濾波器2輸出激光的波長(zhǎng)范圍。

b、向吸收池9內(nèi)通入待測(cè)氣體。

本實(shí)施例中是要測(cè)量吸收池9內(nèi)的待測(cè)氣體，如果要測(cè)量開(kāi)放式光路中的氣體，則將步驟a中光路與氣路機(jī)構(gòu)替換為若干反射鏡，步驟b也相應(yīng)刪除。

c、打開(kāi)超連續(xù)譜激光器1和二極管激光器5的開(kāi)關(guān)。超連續(xù)譜激光器1產(chǎn)生超連續(xù)譜激光，超連續(xù)譜激光首先經(jīng)光學(xué)濾波器2后被濾波，濾波后的激光再經(jīng)光闌3后入射光纖合波器7。二極管激光器5在激光驅(qū)動(dòng)器4和調(diào)制信號(hào)發(fā)生器8的作用下產(chǎn)生可調(diào)諧激光，可調(diào)諧激光經(jīng)準(zhǔn)直器6準(zhǔn)直后輸出給光纖合波器7。光纖合波器7將超連續(xù)譜激光與可調(diào)諧激光合并為一束激光并入射吸收池9的第一反射鏡9-3，之后進(jìn)入吸收池9內(nèi)。

d、吸收池9內(nèi)設(shè)有若干反射鏡，激光在吸收池9內(nèi)按預(yù)期的軌跡進(jìn)行反射、吸收、接收，激光在吸收池9內(nèi)被反射鏡反射若干次，之后經(jīng)第二反射鏡9-4反射出吸收池9。

e、由第二反射鏡9-4反射的光束經(jīng)一分二光纖分為兩路光信號(hào)；其中一路光信號(hào)被光電探測(cè)器10接收并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，該電信號(hào)被鎖相放大器11接收并進(jìn)行解調(diào)，然后鎖相放大器11輸出諧波信號(hào)給數(shù)據(jù)采集卡12，數(shù)據(jù)采集卡12接收諧波信號(hào)并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出給計(jì)算機(jī)14被LABVIEW所編采集程序接收；另一路光信號(hào)經(jīng)近紅外光譜儀13后直接輸出給計(jì)算機(jī)14。

f、計(jì)算機(jī)14通過(guò)MATLAB對(duì)兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即可得出待測(cè)氣體的種類和濃度（此處濃度為體積濃度）。

步驟f中計(jì)算機(jī)14對(duì)兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行處理具體是：計(jì)算機(jī)14首先對(duì)兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲分析、背景扣除及平滑濾波等技術(shù)處理；接著根據(jù)兩路數(shù)據(jù)分別計(jì)算待測(cè)氣體的種類和濃度，可得出兩組結(jié)果。

計(jì)算機(jī)14根據(jù)數(shù)據(jù)采集卡12輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體是：首先根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)獲得待測(cè)氣體的吸收光譜圖（該步驟可通過(guò)origin軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)）；然后將吸收光譜圖中的吸收峰與Hitran數(shù)據(jù)庫(kù)中現(xiàn)有氣體的吸收峰進(jìn)行比對(duì)，得出待測(cè)氣體的種類；接著根據(jù)已知種類氣體對(duì)光信號(hào)的吸收強(qiáng)度與氣體濃度之間的線性關(guān)系，再結(jié)合吸收光譜圖中吸收峰的強(qiáng)度，得出已知種類氣體的濃度。已知種類氣體對(duì)光信號(hào)的吸收強(qiáng)度與氣體濃度之間的線性關(guān)系，可預(yù)先通過(guò)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)獲知，或可通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型得到，在matlab或origin軟件中均可實(shí)現(xiàn)。

計(jì)算機(jī)14根據(jù)近紅外光譜儀13輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體是：首先根據(jù)近紅外光譜儀13輸出的數(shù)據(jù)找出吸收峰，并將吸收峰與Hitran數(shù)據(jù)庫(kù)中現(xiàn)有氣體的吸收峰進(jìn)行比對(duì)，得出待測(cè)氣體的種類；然后根據(jù)近紅外光譜儀13輸出的數(shù)據(jù)，找出激光被氣體吸收前后的光強(qiáng)及光強(qiáng)變化，根據(jù)吸收前后光強(qiáng)及光強(qiáng)的變化即可計(jì)算出已知種類氣體的濃度。

計(jì)算機(jī)14根據(jù)兩路數(shù)據(jù)所得到的兩組計(jì)算結(jié)果，其待測(cè)氣體的種類是相同的，待測(cè)氣體的濃度可能會(huì)存在差別，但是差別也在不確定度允許范圍內(nèi)。一般以根據(jù)數(shù)據(jù)采集卡12輸出的數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)，因?yàn)楦鶕?jù)這一路數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果，可以測(cè)量濃度極低情況下的待測(cè)氣體。

通過(guò)本發(fā)明中的方法，既可檢測(cè)懷特型長(zhǎng)光程氣體吸收池里的密封氣體，也可檢測(cè)開(kāi)放式光路中的氣體。

實(shí)施例4

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中超連續(xù)譜激光器1用于產(chǎn)生超連續(xù)譜皮秒脈沖激光，其型號(hào)為：SC400-4，光學(xué)濾波器2為L(zhǎng)LTF光學(xué)濾波器（激光可調(diào)諧光學(xué)濾波器），其型號(hào)為：FELH800，吸收池9為懷特型長(zhǎng)光程吸收池，其型號(hào)為：35-V-H，光電探測(cè)器10型號(hào)為：PDA50B，數(shù)據(jù)采集卡12型號(hào)為：USB-4716，激光驅(qū)動(dòng)器4型號(hào)為：LDC-3908，調(diào)制信號(hào)發(fā)生器8型號(hào)為：FLUKE284，鎖相放大器11型號(hào)為：SR844，近紅外光譜儀13型號(hào)為：NQ512-2.5。

使圖1中吸收池9的進(jìn)氣口9-1與動(dòng)態(tài)氣體校準(zhǔn)儀相連接，動(dòng)態(tài)氣體校準(zhǔn)儀連接一個(gè)零氣瓶和一個(gè)標(biāo)氣瓶，零氣瓶即是高純度氮?dú)馄浚ㄊ⒀b有濃度為99.9%的氮?dú)猓?，?biāo)氣瓶即是CO₂容器，通過(guò)動(dòng)態(tài)氣體校準(zhǔn)儀可調(diào)整通入吸收池9內(nèi)N₂和CO₂氣體的濃度（這里指氣體的體積濃度）。使進(jìn)氣口9-1與動(dòng)態(tài)氣體校準(zhǔn)儀相連接，是為了對(duì)本發(fā)明中的氣體檢測(cè)裝置和方法進(jìn)行驗(yàn)證。為減少標(biāo)準(zhǔn)具產(chǎn)生干涉條紋干擾，本實(shí)施例大體分兩步進(jìn)行，首先向吸收池中通入氮?dú)猓ǜ呒兌鹊獨(dú)鈱?duì)所需波段的光不吸收），探測(cè)的信號(hào)作為背景信號(hào)，之后向吸收池中通入所需濃度的CO₂氣體，此時(shí)探測(cè)信號(hào)是經(jīng)過(guò)背景扣除后能較好反應(yīng)CO₂氣體吸收特性的信號(hào)。

本實(shí)施例中氣體檢測(cè)方法如下：

1、按照超連續(xù)譜激光器面板上的開(kāi)機(jī)順序，打開(kāi)預(yù)熱15min的超連續(xù)譜激光器1，使其產(chǎn)生超連續(xù)譜激光。超連續(xù)譜激光依序經(jīng)光學(xué)濾波器2和光闌3。

2、在激光驅(qū)動(dòng)器4中輸入二極管激光器5工作所需的電流和溫度，調(diào)制信號(hào)發(fā)生器8通過(guò)激光驅(qū)動(dòng)器4提供給二極管激光器5鋸齒波調(diào)制信號(hào)和方波信號(hào)，方波信號(hào)頻率為20kHz，鋸齒波調(diào)制信號(hào)頻率為50Hz；調(diào)制信號(hào)發(fā)生器8還提供給鎖相放大器11 參考信號(hào)，參考信號(hào)為頻率40kHz的方波。二極管激光器5輸出的可調(diào)諧激光輸出給準(zhǔn)直器6。此步驟中的可調(diào)諧激光的波長(zhǎng)范圍與步驟1中的超連續(xù)譜激光的波長(zhǎng)范圍一般情況下是不同的，但是，應(yīng)保證兩者中至少一者可被待測(cè)氣體吸收。當(dāng)然，通過(guò)設(shè)置使得兩束激光的波長(zhǎng)范圍相同也是可以的。

3、光闌3出射的超連續(xù)譜激光和由準(zhǔn)直器6出射的可調(diào)諧激光，這兩束不同波長(zhǎng)的激光經(jīng)光纖進(jìn)入光纖合波器7，經(jīng)合并后出射至吸收池9的第一反射鏡9-3上，微調(diào)第一反射鏡9-3的四維鏡架，盡可能多的在吸收池9內(nèi)反射鏡的凹面上形成光點(diǎn)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，本實(shí)施例中光點(diǎn)數(shù)為21，計(jì)算光程為26.4m。

4、安裝光學(xué)濾光片（即在光學(xué)濾波器2上安裝光學(xué)濾光片），在PHySpecV2中設(shè)定自動(dòng)掃描波長(zhǎng)，在LABVIEW所編軟件中設(shè)置所需參數(shù)進(jìn)行波形數(shù)據(jù)采集。當(dāng)然，也可以在打開(kāi)超連續(xù)譜激光器之前就設(shè)置好此步驟。

5、由吸收池9出射的激光經(jīng)第二反射鏡9-4后被一分二光纖分為兩路光信號(hào)；其中一路光信號(hào)入射光電探測(cè)器10，光電探測(cè)器10接收光信號(hào)并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，光電探測(cè)器10輸出的電信號(hào)入射鎖相放大器11，鎖相放大器11對(duì)接收的電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后輸出諧波信號(hào)給數(shù)據(jù)采集卡12，數(shù)據(jù)采集卡12接收鎖相放大器11輸出的諧波信號(hào)并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，之后輸出給計(jì)算機(jī)14；另一路光信號(hào)入射近紅外光譜儀13，然后由近紅外光譜儀13直接輸出給計(jì)算機(jī)14。計(jì)算機(jī)14根據(jù)近紅外光譜儀13輸出的結(jié)果即可得出激光對(duì)氣體（此處為氮?dú)猓┑奈展庾V圖。

6、將吸收池9中氮?dú)馀懦?，替換為被檢測(cè)氣體CO₂，在設(shè)置好的LABVIEW軟件中設(shè)置所需參數(shù)，由數(shù)據(jù)采集卡12和近紅外光譜儀13采集數(shù)據(jù)傳入計(jì)算機(jī)14。計(jì)算機(jī)14對(duì)數(shù)據(jù)采集卡12和近紅外光譜儀13輸出的兩路數(shù)據(jù)分別進(jìn)行處理，處理時(shí)，首先去除背景信號(hào)，即去除步驟5中充入氮?dú)鈺r(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)，其次還要進(jìn)行噪聲分析、平滑濾波等技術(shù)處理；接著根據(jù)兩路數(shù)據(jù)計(jì)算待測(cè)氣體的種類和濃度，可得出兩組結(jié)果。

計(jì)算機(jī)14根據(jù)數(shù)據(jù)采集卡12輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體是：首先根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)獲得待測(cè)氣體的吸收光譜圖（該步驟可通過(guò)origin軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)）；然后將吸收光譜圖中的吸收峰與Hitran數(shù)據(jù)庫(kù)中現(xiàn)有氣體的吸收峰進(jìn)行比對(duì)，得出待測(cè)氣體的種類；接著根據(jù)已知種類氣體對(duì)光信號(hào)的吸收強(qiáng)度與氣體濃度之間的線性關(guān)系，再結(jié)合吸收光譜圖中吸收峰的強(qiáng)度，得出已知種類氣體的濃度。已知種類氣體對(duì)光信號(hào)的吸收強(qiáng)度與氣體濃度之間的線性關(guān)系，可預(yù)先通過(guò)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)獲知，或可通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型得到，在matlab或origin軟件中均可實(shí)現(xiàn)。

計(jì)算機(jī)14根據(jù)近紅外光譜儀13輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體是：首先根據(jù)近紅外光譜儀13輸出的數(shù)據(jù)找出吸收峰，并將吸收峰與Hitran數(shù)據(jù)庫(kù)中現(xiàn)有氣體的吸收峰進(jìn)行比對(duì)，得出待測(cè)氣體的種類；然后根據(jù)近紅外光譜儀13輸出的數(shù)據(jù)，找出激光被氣體吸收前后的光強(qiáng)及光強(qiáng)變化，根據(jù)吸收前后光強(qiáng)及光強(qiáng)的變化即可計(jì)算出已知種類氣體的濃度。

計(jì)算機(jī)14根據(jù)兩路數(shù)據(jù)所得到的兩組計(jì)算結(jié)果，其待測(cè)氣體的種類是相同的，待測(cè)氣體的濃度可能會(huì)存在差別，但是差別也在不確定度允許范圍內(nèi)。一般以根據(jù)數(shù)據(jù)采集卡12輸出的數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果為準(zhǔn)，因?yàn)楦鶕?jù)這一路數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果，可以測(cè)量濃度極低情況下的待測(cè)氣體。

通過(guò)動(dòng)態(tài)氣體校準(zhǔn)儀向吸收池9內(nèi)通入體積濃度已知的CO₂氣體，最后將計(jì)算結(jié)果與已知的氣體種類、濃度進(jìn)行對(duì)比，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的驗(yàn)證。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明中的方法和裝置用于氣體檢測(cè)具有極高的準(zhǔn)確性和有效性。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中的方法和裝置，既適用于一種氣體的檢測(cè)，還適用于兩種或兩種以上氣體的檢測(cè)。