一種紫外光譜煙氣分析儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種紫外光譜煙氣分析儀，屬于煙氣檢測技術(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測量二氧化硫，其原理是190?230 nm附近的紫外光照射到被測氣體時，二氧化硫分子吸收紫外光的能量，分子受到激發(fā)從高能級返回基態(tài)時發(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主要通過熒光過程返回基態(tài)，利用光電倍增管接收發(fā)的熒光，紫外熒光發(fā)對S02的監(jiān)測靈敏度很高，熒光光強大小即可反映出二氧化硫的濃度。該方法可以監(jiān)測到PPb數(shù)量級的低濃度S02，同時動態(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。將其應(yīng)用在煙氣監(jiān)測時，需要配備稀釋法采樣器，系統(tǒng)非常復(fù)雜?？烧{(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、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，強度大，譜線窄，可以用于多種氣體的檢測。一般有兩種工作方式:一種是利用被測氣體的后向散射，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)勢是幾乎可以測量所有氣體，響應(yīng)快精度高。缺點是中紅外區(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)生的吸收譜線強度較低，不利于測量。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種在吸收光譜中剔除光強隨波長緩慢變化的部分，而只留下隨波長快速變化的部分，然后用快速變化部分去反演氣體的濃度，從而可以避免因為光源溫漂或衰減、粉塵干擾、其他氣體干擾等因素引起的測量值波動和漂移的紫外光譜煙氣分析儀。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案為一種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)置有空氣進氣管和樣氣進氣管，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)置有進氣管和出氣管，所述進氣管上設(shè)置有電磁控制閥，所述空氣進氣管和樣氣進氣管分別與電磁控制閥相連接，所述空氣進氣管上設(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，本實用新型具有以下技術(shù)效果:本實用新型利用了紫外DOAS差分吸收光譜技術(shù)，就是在吸收光譜中剔除光強隨波長緩慢變化的部分，而只留下隨波長快速變化的部分，然后用快速變化部分去反演氣體的濃度，從而可以避免因為光源溫漂或衰減、粉塵干擾、其他氣體干擾等因素引起的測量值波動和漂移。同時可測量多種氣體的濃度;消除了煙塵、水分、光源變化等影響因素，保證了測量的準確性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010]為了使本實用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0011]如圖1所示，一種紫外光譜煙氣分析儀，包括用于存放氣體的密閉氣室I和用于向氣室內(nèi)發(fā)射平行光的光源2，密閉氣室I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I上設(shè)置有溫度傳感器5和氧氣傳感器6，密閉氣室I還設(shè)置有空氣進氣管7和樣氣進氣管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I主要由筒體1、發(fā)散透鏡11和聚光透鏡12構(gòu)成，筒體1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)置有進氣管14和出氣管15，進氣管15上設(shè)置有電磁控制閥16，空氣進氣管7和樣氣進氣管8分別與電磁控制閥16相連接，空氣進氣管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 ο主控單元9上設(shè)置有人機界面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]本實用新型中氣體采樣單元主要負責(zé)采集樣氣和空氣，然后輸送至氣室供其他部分測量分析，氣體采樣單元主要由采樣栗、電磁閥、相關(guān)管路組成，采樣栗負責(zé)采集外部空氣，電磁閥負責(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、穩(wěn)定性好的氣體采樣栗，將采樣栗對氣體濃度反演帶來的誤差降到了極致。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]光源部分通過發(fā)射紫外光至氣室，為氣體的吸收譜測量提供了先決條件，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、長壽命的氘燈光源，其工作波長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