[發明專利]一種原位式激光氣體分析儀的在線標定方法

無效

• 申請號: 201210234218.4
• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN102735645A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 周欣;張斌
• 申請（專利權）人: 北京大方科技有限責任公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及在線氣體監測領域，尤其涉及一種原位式激光氣體分析儀的在線標定裝置和標定方法。?

背景技術：

可調諧半導體激光吸收光譜技術（TDLAS）是目前最先進的氣體測量技術之一，近些年得到了迅猛的發展，已經開始應用在航空航天、石油、化工、天然氣、冶金、環保等眾多領域，被認為是具有革命性變革的全新測量方法。?

基于TDLAS技術的激光氣體分析儀主要分為兩類：原位式激光氣體分析儀和采樣式激光氣體分析儀。原位式激光氣體分析儀直接安裝在測量管道上，它的優點是測量響應時間短，不需要待測氣體采樣及預處理的時間，也不需要額外的預處理系統。采樣式激光氣體分析儀是將測量管道中的待測氣體引出經預處理后，通入激光氣體分析儀，它的優點是可以根據測量需要增加光程從而提高測量精度，可以將待測氣體中的粉塵等雜物通過預處理系統去除，從而降低其對測量精度的干擾，可以方便地通入標準氣體對分析儀進行校準、標定及驗證。?

通過對現有技術的研究，發明人發現，與采樣式激光氣體分析儀相比，原位式激光氣體分析儀的校準、標定及驗證方法比較復雜。現有技術無法實現原位式激光氣體分析儀的在線標定，標定時需要將原位式激光氣體分析儀從測量管道上拆下來，然后安裝在特定的氣室上進行標定，標定完成后，再將分析儀安裝回管道上。這一過程太過繁瑣，大大增加了原位式激光氣體分析儀的運行及維護成本。?

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種原位式激光氣體分析儀的在線標定裝置和標定方法，以在標定原位式激光氣體分析儀時，不需要將其從測量管道上拆下，可以實現在線標定，從而大大降低原位式激光氣體分析儀的運行及維護成本。?

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：?

一種原位式激光氣體分析儀的在線標定裝置，包括：激光發射單元、信號探測單元、激光器控制模塊、信號處理模塊、數據分析模塊、測量管道和在線標定氣室；?

所述激光器控制模塊連接到所述激光發射單元，用于驅動所述激光發射單元向所述測量管道中的待測氣體發射特定波長的激光；?

所述信號探測單元，用于獲取通過被測氣體的透射信號，并將所述透射信號發送到所述信號處理模塊；?

所述信號處理模塊，用于將所述透射信號轉換為待測氣體吸收光譜；?

所述數據分析模塊，用于分析所述待測氣體吸收光譜，得到待測氣體的信息。?

所述測量管道，用于流過待測氣體。?

所述在線標定氣室，用于通入特定濃度的標準氣體。?

優選的，所述信號處理模塊包括：?

信號放大單元，用于放大所述信號探測器獲取到的透射信號；?

信號解調單元，用于解調放大后的透射信號，得到待測氣體吸收光譜。?

優選的，所述裝置還包括：?

鎖相放大電路，用于從待測氣體吸收光譜中獲取倍頻信號曲線；?

所述數據分析模塊通過分析所述倍頻信號的峰值得到待測氣體的信息。?

優選的，所述裝置還包括：?

顯示模塊，連接到所述數據分析模塊，用于顯示監測到的待測氣體的信息。?

優選的，所述激光器為半導體分布反饋式激光器或半導體垂直腔面發射激光器。?

優選的，所述激光控制模塊包括：?

溫度控制單元，連接到所述激光發射單元，用于控制所述激光器的工作溫度；?

電流控制單元，連接到所述激光發射單元，用于調制通過所述激光器的電流。?

相應于上述氣體計量監測裝置，本發明還提供了一種原位式激光氣體分析儀的在線標定方法，包括：?

正常測量時，所述在線標定氣室中通入氮氣，不影響正常測量；?

優選的，選擇測量管道中氣體濃度穩定時進行在線標定；?

首先在所述在線標定氣室中通入氮氣，所述信號處理模塊記錄該時刻由所述信號探測單元及所述信號處理模塊得到的氣體吸收光譜；?

然后在所述在線標定氣室中通入特定濃度的標準氣體，所述信號處理模塊記錄通入標準氣體時刻由所述信號探測單元及所述信號處理模塊得到的氣體吸收光譜；?

所述信號處理模塊將通入標準氣體時刻的氣體吸收光譜減去通入氮氣時刻的氣體吸收光譜，就得到標準氣體的吸收光譜，分析所述標準氣體吸收光譜得到標準氣體的濃度，對分析儀進行相應修正，從而實現原位式激光氣體分析儀的在線標定；?

優選的，所述分析所述氣體吸收光譜得到待測氣體的信息之前，還包括：?

實時獲取樣品室的壓力和溫度值；?