[發(fā)明專利]一種二氧化碳?xì)怏w分析儀及其分析方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810081874.9
• 申請(qǐng)日: 2008-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN101363796A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張廣軍;李亞萍;李慶波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/35
• 分類號(hào): G01N21/35;G06F19/00
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張穎玲

1、一種二氧化碳?xì)怏w分析儀，該分析儀的光學(xué)探頭包括紅外光源、氣室、集成型紅外探測(cè)器；其中，

紅外光源，用于為所述光學(xué)探頭提供工作光源；

氣室，用于作為被測(cè)氣體的測(cè)量空間和用于充分利用紅外光能；以及，

集成型紅外探測(cè)器，用于接收由所述紅外光源所發(fā)出的、穿過(guò)所述氣室后的紅外光信號(hào)，并將紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于確定二氧化碳?xì)怏w濃度的電信號(hào)；

其特征在于，所述氣室為側(cè)面四周設(shè)置有貫穿氣室的開槽或孔的單氣室，所述集成型紅外探測(cè)器集成一個(gè)主探測(cè)器和一個(gè)參考探測(cè)器。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析儀，其特征在于，所述氣室靠紅外光源的一端和氣室靠集成型紅外探測(cè)器的一端進(jìn)一步安裝有白寶石窗片。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析儀，其特征在于，所述紅外光源與氣室一端的白寶石窗片之間，及氣室另一端的白寶石窗片與集成型紅外探測(cè)器之間進(jìn)一步設(shè)有密封墊圈。

4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析儀，其特征在于，所述紅外光源后部進(jìn)一步設(shè)有拋物面反光鏡。

5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析儀，其特征在于，所述主探測(cè)器貼有主濾波片，所述參考探測(cè)器貼有參考濾波片。

6、一種二氧化碳?xì)怏w的分析方法，其特征在于，該方法包括：

a、將包括有四周設(shè)置貫穿開槽或孔的單氣室以及集成一主探測(cè)器和一參考探測(cè)器的集成型紅外探測(cè)器的光學(xué)探頭置于被測(cè)量環(huán)境中，分別采集紅外光源關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，以及紅外光源開啟狀態(tài)時(shí)的所述主探測(cè)器及所述參考探測(cè)器兩端的電壓值，得到測(cè)量因子；

b、利用光吸收定律建立二氧化碳?xì)怏w濃度測(cè)量模型，并使用標(biāo)定方法及參數(shù)估計(jì)方法確定吸收因子及參比因子的值，并結(jié)合所述測(cè)量因子，確定二氧化碳?xì)怏w的濃度值。

7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的分析方法，其特征在于，步驟a中，得到所述測(cè)量因子的過(guò)程為：

紅外光源關(guān)閉時(shí)，

主探測(cè)器兩端的電壓為：V₁＝V_背景1+V_溫度1，

參考探測(cè)器兩端的電壓為：V₂＝V_背景2+V_溫度2；

紅外光源開啟時(shí)，

主探測(cè)器兩端的電壓為：

參考探測(cè)器兩端的電壓為：V₄＝I_4.0.R_ref.K₂.C_ref+V_背景2+V_溫度2；

根據(jù)主探測(cè)器兩端電壓變化值V_gas＝V₃-V₁，參考探測(cè)器兩端電壓變化值V_ref＝V₄-V₂，得到測(cè)量因子為

其中，V_背景1為背景光在主探測(cè)器兩端所產(chǎn)生的電壓；

V_背景2為背景光在參考探測(cè)器兩端所產(chǎn)生的電壓；

V_溫度1為環(huán)境的溫度信號(hào)在主探測(cè)器兩端所產(chǎn)生的電壓；

V_溫度2為環(huán)境的溫度信號(hào)在參考探測(cè)器兩端所產(chǎn)生的電壓；

J為被測(cè)二氧化碳?xì)怏w的濃度；L為氣室的長(zhǎng)度；

K₁為4.26μm波段的紅外光通過(guò)氣室時(shí)的光損失系數(shù)；

K₂為4.00μm波段的紅外光通過(guò)氣室時(shí)的光損失系數(shù)；

V_gas為主探測(cè)器兩端電壓變化值；

V_ref為參考探測(cè)器兩端電壓變化值；

I_4.26為紅外光源發(fā)出4.26μm波段紅外光的初始光強(qiáng)；

I_4.0為紅外光源發(fā)出4.00μm波段紅外光的初始光強(qiáng)；

R_gas為主探測(cè)器的響應(yīng)度；

R_ref為參考探測(cè)器的響應(yīng)度；

C_gas為測(cè)量濾波片的透過(guò)率；

C_ref為參考濾波片的透過(guò)率。