[發(fā)明專利]利用二極管激光器同時(shí)監(jiān)測二氧化硫和一氧化氮?dú)怏w濃度的裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210315018.1
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102830070A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦峰;張治國;曹文武
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山昱翌輝華電子科技有限公司
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張宏威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及同時(shí)監(jiān)測二氧化硫和一氧化氮?dú)怏w濃度的裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，排放到空氣中的二氧化硫和氮氧化物不斷增加，我國二氧化硫和氮氧化物的排放總量都超過了2000萬噸。作為酸雨的主要誘因，工業(yè)二氧化硫排放量占全國二氧化硫排放總量的80%以上，控制工業(yè)二氧化硫的排放對于減少二氧化硫排放、減輕酸雨危害具有重要意義。隨著我國能源消費(fèi)和機(jī)動車保有量的快速增長氮氧化物排放量也迅速上升，氮氧化物排放量的增加使得我國酸雨污染由硫酸型向硫酸和硝酸復(fù)合型轉(zhuǎn)變。二氧化硫和氮氧化物的排放對城市空氣環(huán)境造成了極大的污染，我國正在制定新的環(huán)保法，對二氧化硫、氮氧化物以及懸浮顆粒物實(shí)行總量控制。因此，對污染氣體排放的在線監(jiān)測就成為必需的技術(shù)基礎(chǔ)。只有準(zhǔn)確快速的測量，才能供運(yùn)行人員實(shí)時(shí)調(diào)整，使污染物的排放降到最低。然而目前缺少測量精度高、性能穩(wěn)定的同時(shí)監(jiān)測二氧化硫和一氧化氮?dú)怏w濃度的裝置及方法提供空氣環(huán)境污染的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決目前缺少測量精度高、性能穩(wěn)定的同時(shí)監(jiān)測二氧化硫和一氧化氮?dú)怏w濃度的裝置及方法的問題，提供一種利用二極管激光器同時(shí)監(jiān)測二氧化硫和一氧化氮?dú)怏w濃度的裝置及方法。

利用二極管激光器同時(shí)監(jiān)測二氧化硫和一氧化氮?dú)怏w濃度的裝置，它由信號發(fā)生器、一號溫度電流控制器、一號二極管激光器、一號準(zhǔn)直透鏡、分束鏡、待測氣體通道、一號會聚透鏡、一號探測器、數(shù)據(jù)采集卡、二號溫度電流控制器、二號二極管激光器、二號準(zhǔn)直透鏡、二向色鏡、和頻晶體、干涉濾光片、二號會聚透鏡、二號探測器和計(jì)算機(jī)組成，

信號發(fā)生器的鋸齒波信號輸出端與一號溫度電流控制器的耦合信號輸入端連通，一號溫度電流控制器的驅(qū)動電流的輸出端與一號二極管激光器的驅(qū)動電流的輸入端連通，一號二極管激光器發(fā)出的激光依次通過一號準(zhǔn)直透鏡、分束鏡、待測氣體通道和一號會聚透鏡，到達(dá)一號探測器的光敏面，一號探測器的電信號輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的一個(gè)數(shù)據(jù)采集信號的輸入端連通，二號溫度電流控制器的驅(qū)動電流的輸出端與二號二極管激光器的驅(qū)動電流的輸入端連通，二號二極管激光器發(fā)出的激光通過二號準(zhǔn)直透鏡，入射到二向色鏡，二向色鏡的透射光與分束鏡的反射光同時(shí)入射到和頻晶體，和頻晶體的出射光依次通過干涉濾光片、待測氣體通道和二號會聚透鏡，入射到二號探測器，二號探測器的電信號輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的另一個(gè)數(shù)據(jù)采集信號的輸入端連通，數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)采集信號的輸出端與計(jì)算機(jī)的采集信號的輸入端連通。

利用二極管激光器同時(shí)監(jiān)測二氧化硫和一氧化氮?dú)怏w濃度的方法，它包括的具體步驟如下：

采用鋸齒波電流驅(qū)動二極管激光器輸出激光；

將所述激光采用準(zhǔn)直透鏡變成平行光束，然后采用分束鏡分成兩束光，其中一束光入射至待測氣體后，采用會聚透鏡會聚至探測器的光敏面，通過該探測器獲得第一組數(shù)據(jù)；另一束光通過二向色鏡反射獲得短波光束，將激光信號數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸入到計(jì)算機(jī)中；另一路入射到二向色鏡；

控制另一個(gè)二極管激光器輸出的激光；將所述激光采用二號準(zhǔn)直透鏡轉(zhuǎn)換成平行光束，再通過二向色鏡透射獲得該束平行光束中的長波光束；

將獲得的短波光束和長波光束和頻獲得和頻光束，該和頻光束經(jīng)干涉濾光片濾波后入射至待測氣體，然后通過會聚透鏡會聚到探測器的光敏面，通過該探測器獲得另一組數(shù)據(jù)；

通過計(jì)算機(jī)采用Beer-Lambert定律分析軟件對第一組數(shù)據(jù)和另一組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得待測氣體通道中二氧化硫氣體的濃度和一氧化氮?dú)怏w的濃度。

本發(fā)明采用一號二極管激光器發(fā)出的激光通過待測氣體檢測二氧化硫，采用二向色鏡把二號二極管激光器與一號二極管激光器發(fā)出的激光合束，通過和頻晶體的和頻的光束通過待測氣體檢測一氧化氮。實(shí)現(xiàn)了對二氧化硫的濃度和一氧化氮的濃度同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測。具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低、測量精度高、穩(wěn)定性好、維護(hù)簡單的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式