[發(fā)明專利]一種近紅外光譜測量系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210008021.9
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN103207159A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 筵麗萍;羅來根;彭向軍;戴健
• 申請（專利權(quán)）人: 筵麗萍
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測量方法，尤其是指一種對汽油、柴油、煤油等揮發(fā)液體的在近紅外長波范圍內(nèi)光譜測量的近紅外光譜測量系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

近紅外吸收光譜(Near?Infrared?Absorption?Spectroscopy，NIAS)的原理建立于比爾-朗伯特定理之上，具體為：當測量光波穿過待測物質(zhì)，物質(zhì)特征光譜會吸收光波的能量，因而導(dǎo)致探測到的光功率發(fā)生變化。因此可運用NIAS吸收波長的不同判斷物質(zhì)的種類，并通過吸收量值的變化來判斷物質(zhì)的濃度。因此獲得目標氣體在近紅外區(qū)域的吸收光譜特性，對于建立氣體濃度傳感具有重要意義。

一般來說，各種純凈物質(zhì)都有其特征的吸收光譜。但是現(xiàn)有的近紅外光譜測量系統(tǒng)和方法都是對純凈物質(zhì)進行測量，而無法對于燃料油這樣的多種成分混合而成的混合物進行測量。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的是提出一種對汽油、柴油、煤油等揮發(fā)氣體的在近紅外長波范圍內(nèi)光譜測量的近紅外光譜測量系統(tǒng)和方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明提出了一種近紅外光譜測量系統(tǒng)，包括：用于容置油氣的氣室，所述氣室一端設(shè)有用來發(fā)射近紅外光的光源和接收裝置，另一端設(shè)有反射裝置，以將所述光源從氣室一端射入的近紅外光反射經(jīng)過反射裝置反射后射入該接收裝置；所述氣室設(shè)有用于加熱的加熱裝置。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述接收裝置為準直鏡；所述系統(tǒng)還包括光譜儀和數(shù)據(jù)分析主機，所述光譜儀與所述準直鏡連接，所述數(shù)據(jù)分析主機與所述光譜儀連接。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，用于測量氣室內(nèi)壓力的壓力計、用于檢測氣室內(nèi)氣體濃度的氣體濃度檢測儀。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述氣室還包括用于調(diào)節(jié)氣室內(nèi)油氣均衡度的氣泵。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述光源輸出波長為1000nm-2000nm的近紅外光，所述氣室加熱溫度不高于400℃。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述近紅外光譜測量系統(tǒng)還包括至少一個反射機構(gòu)，所述反射機構(gòu)包括兩個分別設(shè)置于所述氣室兩端的反射裝置。

本發(fā)明實施例還提出了一種利用前述任意一種近紅外光譜測量系統(tǒng)對油氣進行測量的近紅外光譜測量方法，包括：

步驟101、將氣室內(nèi)的油通過加熱裝置進行加熱以使油充分揮發(fā)形成油氣；

步驟102、打開氣泵使氣室內(nèi)的油氣循環(huán)以達到均衡；

步驟103、使所述光源發(fā)出的近紅外光經(jīng)過油氣后通過氣室另一端的反射裝置反射后，由接收裝置接收；

步驟104、通過與接收裝置連接的光譜儀和數(shù)據(jù)分析主機，測定所述油氣在近紅外波長吸收光譜譜圖。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟101可以具體為：

步驟1011、打開光源以預(yù)熱到穩(wěn)定狀態(tài)；

步驟1012、打開加熱裝置以使氣室內(nèi)的溫度恒定；

步驟1013、通過微量進樣器將待測油加入到氣室內(nèi)，以以使汽化。

本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明提出了一種測量燃料油油氣近紅外光譜的系統(tǒng)和方法，使得特定濃度的燃料油油氣在近紅外區(qū)的吸收光譜可以簡便、直觀獲得。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例一做進一步說明。

如圖1所示的，本發(fā)明提出了一種近紅外光譜測量系統(tǒng)，包括：用于容置油氣的氣室，所述氣室一端設(shè)有用來發(fā)射近紅外光的光源和接收裝置，另一端設(shè)有反射裝置，以將所述光源從氣室一端射入的近紅外光反射經(jīng)過反射裝置反射后射入該接收裝置；所述氣室設(shè)有用于加熱的加熱裝置。

其中，所述接收裝置為準直鏡；所述系統(tǒng)還包括光譜儀和數(shù)據(jù)分析主機，所述光譜儀與所述準直鏡連接，所述數(shù)據(jù)分析主機與所述光譜儀連接。如圖1所示的，在氣室上還設(shè)有用于測量氣室內(nèi)壓力的壓力計、用于檢測氣室內(nèi)氣體濃度的氣體濃度檢測儀。所述氣室還包括用于調(diào)節(jié)氣室內(nèi)油氣均衡度的氣泵。其中，所述光源輸出波長為1000nm-2000nm的近紅外光，所述氣室加熱溫度不高于400℃。如圖1所示的，在氣室上設(shè)有微量進樣器，以將待測的油注入氣室內(nèi)。更具體的，可以在光源前段設(shè)有一個均衡毛玻璃，以使入射光更為均衡。氣室的兩端都采用透光片，以使近紅外光射入/射出。這種方式可以使近紅外光在氣室內(nèi)進行至少兩次穿透，增強測量的準確性。