紫外光譜煙氣分析儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紫外光譜煙氣分析儀，屬于煙氣檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市面上現(xiàn)存的氣體分析儀主要利用紫外熒光法和可調(diào)諧激光器法，紫外熒光法可以用來(lái)測(cè)量二氧化硫，其原理是190~230 nm附近的紫外光照射到被測(cè)氣體時(shí)，二氧化硫分子吸收紫外光的能量，分子受到激發(fā)從高能級(jí)返回基態(tài)時(shí)發(fā)出熒光。大氣中的N2，02基本不引起“熒光淬滅效應(yīng)”，激發(fā)態(tài)的S02主要通過(guò)熒光過(guò)程返回基態(tài)，利用光電倍增管接收發(fā)的熒光，紫外熒光發(fā)對(duì)S02的監(jiān)測(cè)靈敏度很高，熒光光強(qiáng)大小即可反映出二氧化硫的濃度。該方法可以監(jiān)測(cè)到ppb數(shù)量級(jí)的低濃度S02，同時(shí)動(dòng)態(tài)范圍和線性度很好，因此多用于空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)。將其應(yīng)用在煙氣監(jiān)測(cè)時(shí)，需要配備稀釋法采樣器，系統(tǒng)非常復(fù)雜。可調(diào)諧激光器(Tunable Laser )，是指在一定范圍內(nèi)可以連續(xù)改變激光輸出波長(zhǎng)的激光器。這種激光器的用途廣泛，可用于光譜學(xué)、光化學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、集成光學(xué)、污染監(jiān)測(cè)、半導(dǎo)體材料加工、信息處理和通信等。由于激光波段覆蓋范圍廣，強(qiáng)度大，譜線窄，可以用于多種氣體的檢測(cè)。一般有兩種工作方式:一種是利用被測(cè)氣體的后向散射，得到污染氣體在空間上的分布，基于差分吸收雷達(dá)技術(shù)。另一種是利用反射器獲得光程方向上的平均濃度，透射光與發(fā)射光符合朗伯比爾定律。該方法的優(yōu)勢(shì)是幾乎可以測(cè)量所有氣體，響應(yīng)快精度高。缺點(diǎn)是中紅外區(qū)的可調(diào)諧激光器的成本太高，不同氣體檢測(cè)需配備不同光源，且近紅外區(qū)的激光器產(chǎn)生的吸收譜線強(qiáng)度較低，不利于測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種在吸收光譜中剔除光強(qiáng)隨波長(zhǎng)緩慢變化的部分，而只留下隨波長(zhǎng)快速變化的部分，然后用快速變化部分去反演氣體的濃度，從而可以避免因?yàn)楣庠礈仄蛩p、粉塵干擾、其他氣體干擾等因素引起的測(cè)量值波動(dòng)和漂移的紫外光譜煙氣分析儀。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為紫外光譜煙氣分析儀，包括用于存放氣體的密閉氣室和用于向氣室內(nèi)發(fā)射平行光的光源，所述密閉氣室的一端設(shè)置有用于接收平行光的光纖傳感器，所述光纖傳感器與光譜儀相連接，所述密閉氣室上設(shè)置有溫度傳感器和氧氣傳感器，密閉氣室還設(shè)置有空氣進(jìn)氣管和樣氣進(jìn)氣管，所述溫度傳感器、氧氣傳感器、光譜儀和光源均與主控單元相連接。
[0005]優(yōu)選的，所述密閉氣室主要由筒體、發(fā)散透鏡和聚光透鏡構(gòu)成，所述筒體的兩端分別設(shè)置有發(fā)散透鏡和聚光透鏡，光源設(shè)置在發(fā)散透鏡的外部，聚光透鏡的外部設(shè)置有端蓋，所述光纖傳感器安裝在端蓋上，所述筒體上設(shè)置有進(jìn)氣管和出氣管，所述進(jìn)氣管上設(shè)置有電磁控制閥，所述空氣進(jìn)氣管和樣氣進(jìn)氣管分別與電磁控制閥相連接，所述空氣進(jìn)氣管上設(shè)置有采樣栗，所述出氣管上設(shè)置有氧氣傳感器。
[0006]優(yōu)選的，所述主控單元上設(shè)置有人機(jī)界面和接口板，所述溫度傳感器、氧氣傳感器和光源均與接口板相連接。
[0007]優(yōu)選的，所述光源為氘燈光源。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:本發(fā)明利用了紫外D0AS差分吸收光譜技術(shù)，就是在吸收光譜中剔除光強(qiáng)隨波長(zhǎng)緩慢變化的部分，而只留下隨波長(zhǎng)快速變化的部分，然后用快速變化部分去反演氣體的濃度，從而可以避免因?yàn)楣庠礈仄蛩p、粉塵干擾、其他氣體干擾等因素引起的測(cè)量值波動(dòng)和漂移。同時(shí)可測(cè)量多種氣體的濃度；消除了煙塵、水分、光源變化等影響因素，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0011]如圖1所示，紫外光譜煙氣分析儀，包括用于存放氣體的密閉氣室1和用于向氣室內(nèi)發(fā)射平行光的光源2，密閉氣室1的一端設(shè)置有用于接收平行光的光纖傳感器3，光纖傳感器3與光譜儀4相連接，密閉氣室1上設(shè)置有溫度傳感器5和氧氣傳感器6，密閉氣室1還設(shè)置有空氣進(jìn)氣管7和樣氣進(jìn)氣管8，溫度傳感器5、氧氣傳感器6、光譜儀4和光源2均與主控單元9相連接。
[0012]其中，密閉氣室1主要由筒體10、發(fā)散透鏡11和聚光透鏡12構(gòu)成，筒體10的兩端分別設(shè)置有發(fā)散透鏡11和聚光透鏡12，光源2設(shè)置在發(fā)散透鏡11的外部，聚光透鏡12的外部設(shè)置有端蓋13，端蓋13固定在筒體上且進(jìn)行密封，光纖傳感器3安裝在端蓋13上，筒體10上設(shè)置有進(jìn)氣管14和出氣管15，進(jìn)氣管15上設(shè)置有電磁控制閥16，空氣進(jìn)氣管7和樣氣進(jìn)氣管8分別與電磁控制閥16相連接，空氣進(jìn)氣管7上設(shè)置有采樣栗17，出氣管15上設(shè)置有氧氣傳感器6。主控單元9上設(shè)置有人機(jī)界面18和接口板19，溫度傳感器5、氧氣傳感器6和光源2均與接口板19相連接。
[0013]本發(fā)明中氣體采樣單元主要負(fù)責(zé)采集樣氣和空氣，然后輸送至氣室供其他部分測(cè)量分析，氣體采樣單元主要由采樣栗、電磁閥、相關(guān)管路組成，采樣栗負(fù)責(zé)采集外部空氣，電磁閥負(fù)責(zé)切換空氣與樣氣的輸入，它們的工作狀態(tài)由主控單元協(xié)調(diào)決定，采樣栗的選取小體積、超低噪聲、寬溫度范圍、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好的氣體采樣栗，將采樣栗對(duì)氣體濃度反演帶來(lái)的誤差降到了極致。同樣電磁閥也采用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，有效的降低了電磁干擾。
[0014]光源部分通過(guò)發(fā)射紫外光至氣室，為氣體的吸收譜測(cè)量提供了先決條件，光源的性能直接決定了分析精度、穩(wěn)定性以及壽命。本分析儀選用了一款高穩(wěn)定性、長(zhǎng)壽命的氘燈光源，其工作波長(zhǎng)能覆蓋多種氣體吸收譜，光譜平緩，光噪聲小，紫外部分的能量較高，非常符合分析多種氣體的在紫外波段的吸