用于紅外光譜多組分氣體檢測的樣品池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于氣體濃度檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于紅外光譜多組分氣體檢測的樣品池。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)動車的保有量也隨之迅速增加。機(jī)動車的普及給人民生活帶來極大便利的同時，也造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題，目前機(jī)動車尾氣已經(jīng)成為大氣的主要污染源。CO和CO2是機(jī)動車尾氣中主要有害成分之一，據(jù)統(tǒng)計，城市空氣污染中20%的C02，60?70 %的CO來自于機(jī)動車尾氣。已頒布的排放標(biāo)準(zhǔn)均對機(jī)動車尾氣中CO和CO2的濃度有嚴(yán)格限制，為了保證這些法規(guī)有效實施，必須發(fā)展精確可靠的機(jī)動車尾氣CO和CO2濃度實時檢測系統(tǒng)。
[0003]非分散紅外(Nondispersive Infrared，NDIR)檢測系統(tǒng)是一種通過測量待測氣體分子對紅外光特定波段能量的吸收強(qiáng)度來獲得待測氣體濃度的氣體檢測系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡單、能同時測量多種氣體，靈敏度高，響應(yīng)快等特點。非分散紅外檢測系統(tǒng)是目前檢測CO和0)2濃度最為常用的系統(tǒng)。將現(xiàn)有非分散紅外檢測系統(tǒng)用于機(jī)動車尾氣CO和0)2濃度檢測存在以下不足:(I)非分散紅外檢測系統(tǒng)對某種待測氣體的檢測靈敏度主要取決于吸收光程，為獲得最佳的檢測靈敏度，吸收光程的選擇應(yīng)根據(jù)待測氣體對紅外光的吸收強(qiáng)度和檢測濃度范圍決定，現(xiàn)有非分散紅外檢測系統(tǒng)在單一樣品池內(nèi)完成對CO和CO2濃度的檢測，即CO和CO2的檢測光程相同，但尾氣中CO濃度一般為I?3 %，CO 2濃度一般大于10 %，且CO2對紅外光的吸收比CO更強(qiáng)，按照上述檢測光程選擇標(biāo)準(zhǔn)，CO 2的檢測光程應(yīng)大大小于CO的檢測光程，單一樣品池的設(shè)計不能同時滿足CO和0)2高檢測靈敏度的要求；(2)現(xiàn)有非分散紅外檢測系統(tǒng)使用的CO測量波段與CO2紅外吸收光譜存在重疊，由于尾氣中CO 2濃度很高，對紅外光吸收強(qiáng)度大，0)2對CO測量波段內(nèi)紅外光能量變化造成的影響不能忽略，如果不進(jìn)行校準(zhǔn)，CO濃度檢測結(jié)果誤差會很大。這里只是以CO和CO2為例，實際上，對于其他的吸收光譜存在重疊且兩個氣體濃度差異大的其他氣體進(jìn)行檢測時，都會出現(xiàn)誤差大的現(xiàn)象。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種用于紅外光譜多組分氣體檢測的樣品池，能夠用于吸收光譜存在重疊現(xiàn)象的兩種氣體濃度的檢測。
[0005]為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為:一種用于紅外光譜多組分氣體檢測的樣品池，待檢測的第一、二氣體的吸收光譜存在重疊區(qū)域，包括第一、二樣品池，所述的第一樣品池包括第一、二腔室，第二樣品池包括第三腔室，第一腔室中填充有100%濃度的第二氣體，第二、三腔室相連通用于通入待檢測氣體，第一、二樣品池光路出口或入口分別設(shè)置有第一、二紅外濾光片，第一、二紅外濾光片的透過光譜分別位于第一、二氣體紅外吸收波段內(nèi)。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型存在以下技術(shù)效果:通過在第一樣品池中設(shè)置兩個腔室，其中一個腔室中填充有100%濃度的待檢測氣體的其中之一，這樣就能消除所填充氣體對另一種氣體檢測的干擾。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合圖1，對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
[0009]參閱圖1，一種用于紅外光譜多組分氣體檢測的樣品池，待檢測的第一、二氣體的吸收光譜存在重疊區(qū)域，其特征在于:包括第一、二樣品池10、20，所述的第一樣品池10包括第一、二腔室11、12，第二樣品池20包括第三腔室21，第一腔室11中填充有100%濃度的第二氣體，第二、三腔室12、21相連通用于通入待檢測氣體，第一、二樣品池10、20光路出口或入口分別設(shè)置有第一、二紅外濾光片61、62，本實施例中優(yōu)選地將紅外濾光片設(shè)置在樣品池的光路出口，第一、二紅外濾光片61、62的透過光譜分別位于第一、二氣體紅外吸收波段內(nèi)。這里通過在第一腔室11中填充100%濃度的第二氣體，這樣就消除了第二氣體對第一氣體的影響，提尚兩種氣體濃度檢測精度。
[0010]為了消除光源的波動對檢測結(jié)果造成的影響，本實施例中優(yōu)選地，包括第三樣品池30，第三樣品池30包括第四腔室31，第二、三、四腔室12、21、31彼此連通用于通入待檢測氣體；第三樣品池30的光路出口或入口設(shè)置有第三紅外濾光片63，第三紅外濾光片63的透過光譜位于第一、二氣體紅外吸收波段以外。設(shè)置第三樣品池30之后，光源10的波動在第一、二、三樣品池10、20、30上均有體現(xiàn)，通過后續(xù)處理可以消除光源波動引起的檢測誤差。
[0011]優(yōu)選地，所述的第一、二、三樣品池10、20、30均為等內(nèi)徑的圓管狀池體，將各樣品池的內(nèi)徑設(shè)置為相等，就能根據(jù)第一、二、三樣品池10、20、30的長度來確定各樣品池的腔室體積大小。第一樣品池10的兩端以及中間均設(shè)置有可透過紅外輻射的窗片40，窗片40將第一樣品池10分成所述的第一、二腔室11、12，第二、三樣品池20、30的兩端均用窗片40密封形成第三、四腔室21、31。這里所有的窗片40都是可透過紅外輻射的。各樣品池的長度根據(jù)待檢測氣體的濃度范圍來確定。
[0012]所述的第一、三、二樣品池10、30、20自上而下平行布置；第二、三腔室12、21的外周壁上分別設(shè)置有出、進(jìn)氣口 13、22，第二腔室12和第四腔室31之間、第三腔室21和第四腔室31之間均通過管50連通。設(shè)置管50將第二腔室12、第四腔室31、第三腔室21連通共同構(gòu)成氣體檢測腔室，待檢測氣體由進(jìn)氣口 13進(jìn)入氣體檢測腔室再由出氣口 22排出。
[0013]為了保證氣體檢測腔室內(nèi)均勻地充滿待檢測氣體，第二腔室12的出氣口 13和管接口、第三腔室21的進(jìn)氣口 22和管接口、第四腔室31的兩個管接口均分置于所在腔室的兩端，管接口即管50與各腔室相連接處，這段話也可以理解為:第二腔室12的出氣口 13和第二腔室12上的管接口位于第二腔室12沿長度方向的兩端且出氣口 13、管50、第一樣品池10三者軸心共面且出氣口 13和管50朝向相反的方向順延。同理，第三腔室21上的進(jìn)氣口 22和管接口也是相同的布置方式；第四腔室31上的兩個管接口也按相同方式布置。這樣設(shè)置以后，從進(jìn)氣口 22進(jìn)入的待檢測氣體能夠均勻地填充滿第三腔室21、第四腔室31以及第二腔室12。
【主權(quán)項】
1.一種用于紅外光譜多組分氣體檢測的樣品池，待檢測的第一、二氣體的吸收光譜存在重疊區(qū)域，其特征在于:包括第一、二樣品池(10、20)，所述的第一樣品池(10)包括第一、二腔室(11、12)，第二樣品池(20)包括第三腔室(21)，第一腔室(11)中填充有100%濃度的第二氣體，第二、三腔室(12、21)相連通用于通入待檢測氣體，第一、二樣品池(10、20)光路出口或入口分別設(shè)置有第一、二紅外濾光片(61、62)，第一、二紅外濾光片(61、62)的透過光譜分別位于第一、二氣體紅外吸收波段內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的用于紅外光譜多組分氣體檢測的樣品池，其特征在于:包括第三樣品池(30)，第三樣品池(30)包括第四腔室(31)，第二、三、四腔室(12、21、31)彼此連通用于通入待檢測氣體；第三樣品池(30)的光路出口或入口設(shè)置有第三紅外濾光片(63)，第三紅外濾光片(63)的透過光譜位于第一、二氣體紅外吸收波段以外。3.如權(quán)利要求2所述的用于紅外光譜多組分氣體檢測的樣品池，其特征在于:所述的第一、二、三樣品池(10、20、30)均為等內(nèi)徑的圓管狀池體，第一樣品池(10)的兩端以及中間均設(shè)置有可透過紅外輻射的窗片(40)，窗片(40)將第一樣品池(10)分成所述的第一、二腔室(11、12)，第二、三樣品池(20、30)的兩端均用窗片(40)密封形成第三、四腔室(21、31) ο4.如權(quán)利要求2所述的用于紅外光譜多組分氣體檢測的樣品池，其特征在于:所述的第一、三、二樣品池(10、30、20)自上而下平行布置；第二、三腔室(12、21)的外周壁上分別設(shè)置有出、進(jìn)氣口(13、22)，第二腔室(12)和第四腔室(31)之間、第三腔室(21)和第四腔室(31)之間均通過管(50)連通；第二腔室(12)的出氣口(13)和管接口、第三腔室(21)的進(jìn)氣口(22)和管接口、第四腔室(31)的兩個管接口均分置于所在腔室的兩端。
【專利摘要】本實用新型屬于氣體濃度檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于紅外光譜多組分氣體檢測的樣品池，待檢測的第一、二氣體的吸收光譜存在重疊區(qū)域，包括第一、二樣品池，所述的第一樣品池包括第一、二腔室，第二樣品池包括第三腔室，第一腔室中填充有100％濃度的第二氣體，第二、三腔室相連通用于通入待檢測氣體，第一、二樣品池光路出口或入口分別設(shè)置有第一、二紅外濾光片，第一、二紅外濾光片的透過光譜分別位于第一、二氣體紅外吸收波段內(nèi)。通過在第一樣品池中設(shè)置兩個腔室，其中一個腔室中填充有100％濃度的待檢測氣體的其中之一，這樣就能消除所填充氣體對另一種氣體檢測的干擾。
【IPC分類】G01N21/03, G01N21/3504
【公開號】CN205209946
【申請?zhí)枴緾N201520848077
【發(fā)明人】張玉鈞, 陳晨, 高彥偉, 王立明, 李宏斌, 劉國華, 何瑩, 尤坤, 高閩光, 賀春貴, 魯一冰, 劉文清
【申請人】中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年10月27日