[發(fā)明專利]負(fù)濾波式雙組份紅外氣體分析儀

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110341223.0
• 申請(qǐng)日: 2011-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN102507461A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 索紀(jì)文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京智達(dá)分析儀器有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/27
• 分類號(hào): G01N21/27;G01N21/01
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紅外氣體分析儀，具體是一種負(fù)濾波式雙組份紅外氣體分析儀，該儀器可廣泛用于在線連續(xù)檢測混合氣體中CO、CO₂、CH₄、SO₂、NO等任兩個(gè)組份的氣體濃度。

背景技術(shù)

工業(yè)在線檢測兩個(gè)組份濃度時(shí)，一般需要兩臺(tái)單組份的分析儀器，單組份負(fù)濾波式紅外儀具有零點(diǎn)穩(wěn)定好、抗背景干擾性極強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但雙組份負(fù)濾波式紅外儀由于每個(gè)組份需要兩個(gè)濾光片，分別安裝在濾波輪的敏化室和參比室上，而雙組份就需要安裝四片濾光片。不僅成本高，而且相同組份的兩片濾光片其中心波長、帶寬指標(biāo)難于準(zhǔn)確相同，形成了參比信號(hào)與測量信號(hào)包含的光譜量不準(zhǔn)確相同，因而穩(wěn)定性和抗背景干擾性不好，限制了負(fù)濾波式紅外分析儀的發(fā)展與應(yīng)用，這也是目前缺少雙組份負(fù)濾波式紅外儀的主要原因。

另一方面，負(fù)濾波式紅外分析儀都有較重的濾波輪部件，而驅(qū)動(dòng)它需要較大功率的電機(jī)，當(dāng)濾波輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)電機(jī)的發(fā)熱大，軸承磨損大，電機(jī)故障率高，可靠性差，這是負(fù)濾波式紅外儀可靠性差、壽命低的最關(guān)鍵的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有高穩(wěn)定性的負(fù)濾波式雙組份紅外氣體分析儀，該分析儀提高了雙組份儀器的穩(wěn)定性和抗背景干擾性及提高濾波輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的可靠性。

本發(fā)明所述的負(fù)濾波式雙組份紅外氣體分析儀，包括光源，設(shè)置在光源前端的濾波輪，濾波輪由濾波輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)，在濾波輪后對(duì)應(yīng)位置設(shè)置氣室，氣室包括樣氣進(jìn)口和樣氣出口；在氣室末端設(shè)有檢測器，檢測器與信號(hào)放大及處理電路相連；其特征在于在光源和濾波輪之間設(shè)有與濾波輪同軸的切光片，切光片由與其相連的切光片驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)，在切光片上沿圓周方向均勻設(shè)有兩組濾光片，在濾波輪設(shè)有與兩組濾光片配合的兩個(gè)組份參比室。

上述切光片一側(cè)設(shè)有光電開關(guān)，該光電開關(guān)與處理電路中的PLC相連。

本發(fā)明中的濾波輪不需連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，而是由單片機(jī)定時(shí)切換濾波輪上的氣室位置。兩個(gè)組份的濾光片安裝在切光片上，由切光片驅(qū)動(dòng)電機(jī)連續(xù)驅(qū)動(dòng)切光片轉(zhuǎn)動(dòng)。光路采用共模設(shè)計(jì)，即兩個(gè)組份的任一組份的測量光信號(hào)和參比光信號(hào)是使用同一光源，同一氣室、同一濾光片、同一檢測器。儀器的電信號(hào)處理也采用共模設(shè)計(jì)，即所有電信號(hào)經(jīng)過同一放大器、單片機(jī)的硬件處理。共模的含義是：使任一組份的測量信號(hào)誤差和參比信號(hào)誤差按同一比例變化，并以參比信號(hào)與測量信號(hào)的比例作為成份變量而保證消除不穩(wěn)定誤差影響。

附圖說明

?????圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

?????圖2是切光片示意圖，

?????圖3是濾波輪示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明的負(fù)濾波式雙組份紅外氣體分析儀，包括光源2，設(shè)置在光源前端的濾波輪6，濾波輪6由濾波輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)7帶動(dòng)，在濾波輪6后對(duì)應(yīng)位置設(shè)置氣室10，氣室10包括樣氣進(jìn)口8和樣氣出口9；在氣室10末端設(shè)有檢測器11，檢測器11與信號(hào)放大及處理電路相連；在光源2和濾波輪6之間設(shè)有與濾波輪同軸的切光片4（圖2），切光片4由與其相連的切光片驅(qū)動(dòng)電機(jī)1帶動(dòng)，在切光片4上沿圓周方向均勻設(shè)有兩組濾光片（圖3），在濾波輪6設(shè)有與兩組濾光片配合的兩個(gè)組份參比室以及一個(gè)敏化室12。

本發(fā)明的工作特點(diǎn)：

（1）????提高雙組份儀器穩(wěn)定性及抗背景干擾性的措施

由于負(fù)濾波原理要求某組份的測量信號(hào)V_測和參比信號(hào)V_參是由相同光譜特征即同一濾光片的光所產(chǎn)生的信號(hào)。故兩個(gè)組份只能用四個(gè)濾光片。本發(fā)明增設(shè)了切光片，濾光片安裝在切光片上，只需兩個(gè)濾光片與濾波輪的兩個(gè)組份參比室配合，就可以測得兩個(gè)組份的參比信號(hào)V_1參和V_2參，同時(shí)與濾波輪的敏化室配合，又可以測得兩個(gè)組份的測量信號(hào)V_1測和V_2測。通過計(jì)算公式可計(jì)算出雙組份成份濃度。因?yàn)楸景l(fā)明的雙組份負(fù)濾波式儀器每個(gè)組份只用一個(gè)濾光片，測量信號(hào)與參比信號(hào)光譜完全相同，因而影響穩(wěn)定性的誤差和背景氣體的干擾誤差在濃度計(jì)算V_參/V_測時(shí)分子、分母同時(shí)變化可以抵消，從而提高儀器的穩(wěn)定性和抗背景干擾性能。

（2）????提高儀器可靠性的技術(shù)措施