(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211219321.1 (22)申请日 2022.10.08 (71)申请人 青岛镭测创芯科技有限公司 地址 266100 山东省青岛市崂山区九水东 路600号A区二层 (72)发明人 吴松华　刘金涛　于翠荣　李荣忠　 王希涛　秦胜光　王琪超　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 陈建平 (51)Int.Cl. G01N 21/39(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01S 7/484(2006.01) (54)发明名称 一种测量温室气体浓度的激光雷达系统 (57)摘要 本申请公开了一种测量温室气体浓度的激 光雷达系统， 应用于气体测试技术领域。 可调谐 激光器发射多个不同目标波长下的ON激光至气 体吸收池， 根据ON激光的透过率得到目标波长对 应的绝对波长值。 激光发射模块发射OFF激光和 目标波长 下的ON激光至待测区域， 以便于根据激 光的回波和绝对波长值得到待测气体的浓度。 本 方案气体吸收池直接测量绝对波长值， 不需要锁 频单元进行锁定， 还可以出射不同的目标波长下 的ON激光， 进行多点扫描， 通过多个波长点的ON 激光可得到比当前方案中仅出射一个波长点的 ON激光更加准确的气体浓度值。 本申请 还可同时 获取风场和温室气体浓度以得到气体通量； 也可 利用环形器的端面反射做监控， 做到无盲区探 测。 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 CN 115290599 A 2022.11.04 CN 115290599 A 1.一种测量温室气体浓度的激光雷达系统， 其特征在于， 包括： 激光发射模块、 气体吸 收池、 采集控制与数据分析模块； 所述激光 发射模块包括： 可调谐激光器以及OFF激光器； 所 述气体吸 收池中的气体为 根据待测气体选择； 所述可调谐激光器与所述气体吸收池相连， 用于发射多个不同目标波长下的ON激光至 所述气体吸 收池； 所述采集控制与数据分析模块与 所述气体吸收池相连， 用于根据 所述气体吸收池对所 述ON激光的透过率得到所述可调谐激光器发射的所述目标波长对应的绝对波长值； 所述激光发射模块还用于发射OFF激光和所述目标波长下的所述ON激光至待测区域， 以便于所述采集控制与数据分析模块根据所述OFF激光和所述ON激光的回波以及所述绝对 波长值得到所述待测区域中所述待测气体的浓度。 2.根据权利要求1所述的测量温室气体浓度的激光雷达系统， 其特征在于， 还包括： 光 纤耦合器、 第一探测器、 第二探测器、 吸 收池采集板； 所述可调谐激光器与 所述光纤耦合器相连， 所述光纤耦合器分别与 所述第一探测器和 所述气体 吸收池相连， 所述气体 吸收池与所述第二探测器相连， 所述吸收池采集板分别与 所述第一探测器和所述第二探测器相连； 所述光纤耦合器将接收的所述ON激光分为两部分 并分别进入所述第一探测器和所述气体吸收池； 所述吸收池采集板采集所述第一探测器和 所述第二探测器的信号并发送至所述采集控制与数据分析模块， 以便于所述采集控制与数 据分析模块得到所述透过率。 3.根据权利要求2所述的测量温室气体浓度的激光雷达系统， 其特征在于， 所述气体吸 收池中的气体为所述待测气体的标准气体。 4.根据权利要求3所述的测量温室气体浓度的激光雷达系统， 其特征在于， 所述OFF激 光器发射的多个所述OF F激光为固定波长 。 5.根据权利要求1所述的测量温室气体浓度的激光雷达系统， 其特征在于， 所述采集控 制与数据分析模块根据所述回波对应的光学厚度以及所述绝对波长值绘制出光学厚度随 波长的变化曲线， 并将所述光学厚度随波长的变化曲线与光学厚度随波长 分布理想曲线拟 合以得到气体浓度信息 。 6.根据权利要求5所述的测量温室气体浓度的激光雷达系统， 其特征在于， 所述光学厚 度随波长分布理想曲线为根据 空气分子数总密度、 所测气体的吸收扫描波长和OFF波长的 吸收截面差值、 距离分辨 率、 所述所测气体的固定体积比浓度得到 。 7.根据权利要求6所述的测量温室气体浓度的激光雷达系统， 其特征在于， 所述绝对波 长值为根据气 体吸收池透过率曲线与气 体吸收池透过率标准曲线拟合得到； 所述气 体吸收 池透过率 曲线为根据所述透过率得到； 其中， 所述气体 吸收池透过率标准 曲线为根据所述 气体吸收池的温度、 压力、 光 程、 气体浓度、 以及吸 收截面得到 。 8.根据权利要求1所述的测量温室气体浓度的激光雷达系统， 其特征在于， 所述采集控 制与数据分析模块还用于根据未出射到所述待测区域的所述ON激光的本振光和所述ON激 光的回波 得到多普勒频移； 并根据所述多普勒频移、 所述ON激光的频率、 光速得到所述待测 区域的三维风场信息 。 9.根据权利要求8所述的测量温室气体浓度的激光雷达系统， 其特征在于， 所述采集控 制与数据分析模块根据所述多普勒频移、 所述ON激光的频率、 光速得到所述待测区域的所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115290599 A 2述三维风场信息包括： 根据所述多普勒频移、 所述ON激光的频率、 光速得到所述待测区域多个方向上的径向 风速； 根据多个方向的所述径向风速得到所述 三维风场信息 。 10.根据权利要求1所述的测量温室气体浓度的激光雷达系统， 其特征在于， 还包括： 环 形器； 所述OFF激光和所述ON激光在发射时通过所述环形器， 所述采集控制与数据分析模块 还用于根据所述环形器的光纤端面的反射信号 修正所述回波。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115290599 A 3