[實用新型]多氣體濃度定性定量測量裝置

有效

• 申請號: 201220384230.9
• 申請日: 2012-08-04
• 公開（公告）號: CN202720191U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 鄭軍;龔畔;馬江
• 申請（專利權）人: 重慶特瑞爾分析儀器有限公司
• 主分類號: G01N21/67
• 分類號: G01N21/67
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 鄭自群

技術領域

本實用新型屬于氣體濃度測量設備領域，具體涉及一種多氣體濃度定性定量測量裝置。

背景技術

目前單元素氣體分子如O₂、N₂、Ar、H₂、He、Ne等在具體應用中需要詳細掌握其具體濃度，以便操作人員能根據該濃度進行各種試驗、運用等。然而，目前的單元素氣體分子的濃度測量存在各種缺陷：

1、O₂的測量方法主要有電化學式、磁力機械式等，其中，電化學式由于是消耗性性測量，該種測量方法所使用的設備工作壽命一般都比較短，一般都不超過兩年，尤其是對于微量的O₂測量和高純度的O₂測量，有的還沒有正式運行就已經損壞；而磁力機械式一般只能測量高濃度O₂，對于低濃度的O₂基本不能準確測量。

2、Ar和H₂主要依靠熱導率不同來進行測量，缺點是不能進行低濃度的測量。

3、N₂主要采用電致等離子體和放射源等離子體發射光譜法進行測量，但僅限于高純氬氣中的低濃度雜質N₂的測量，適用客體范圍窄。

4、He、Ne等氣體可以通過質譜儀測量，但質譜儀是一種大型、復雜、昂貴且維護難度非常大的儀器，成本高。

5、色譜法能夠同時測量多種氣體濃度，但是色譜柱復雜，溫度控制復雜，同時，色譜法不能進行連續測量，只能間斷采樣測量，并且測量時需要昂貴的高純氣體作為載體。

發明內容

針對上述現有技術中的不足之處，本實用新型旨在提供一種結構簡單，成本低的多氣體濃度定性定量測量裝置，可實現對多種單元素氣體濃度的連續測量，從低濃度到高濃度的氣體體積濃度測量，工作壽命長，測量精度高。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案：一種多氣體濃度定性定量測量裝置，其包括兩相互平行的介質阻擋放電層，在該兩介質阻擋放電層相互背離的表面上分別設一相對且平行的電極，其中一電極連接介質阻擋放電電源，另一電極接地；在所述兩電極相對的介質阻擋放電層之間區域上正對有一光譜儀，該光譜儀連接一數據處理器。

進一步的，所述兩相互平行的介質阻擋放電層為一具有進氣口和出氣口的氣室的相對側壁，所述兩平行的電極設于該氣室相對側壁的外表面上。

所述光譜儀通過與之連接的光纖正對所述兩電極相對的介質阻擋放電層之間區域；所述電極分別通過電纜與所述介質阻擋放電電源和地連接；所述數據處理器通過信號電纜與所述光譜儀相連接。

所述氣室的制造材料由含鐵量小于等于0.005%的高純石英制成；所述介質阻擋放電電源為高頻率正弦波電源。

本實用新型的工作原理：在正常情況下組成物質的原子是處于穩定狀態的，即物質的基態，此時其能量是最低的。但當原子受到外界能量如電能、熱能或光能等作用時，原子的外層電子就從基態躍遷到更高能級上，即激發態，處于激發態的原子很不穩定，約8^-10s后，原子即恢復到正常狀態，會躍遷回基態或其它較低的能級，在電子從離原子核較遠的軌道躍遷到離原子核較近的軌道過程中，會釋放出多余的能量，這多余的能量以光的形式輻射出來，產生發射光譜，又由于原子內的電子軌道是不連續的，量子化的，故得到的光譜是線光譜。同時組成物質的各種元素的原子結構不同，其產生的光譜也就不同，即是每一種元素的原子都有自己特有的特征光譜線。

在一定條件下，特征光譜線的強弱與其被測元素的含量有關，這樣通過測量元素特征光譜線的強度，就可以檢定元素的含量。

通過在兩電極之間設置不導電的介質阻擋層，使得該介質阻擋層之間的待測氣體在大氣壓下發生原子發射光譜，并通過介質阻擋層使整個電極范圍內具有均勻放電，使放電能量穩定。由數據處理器分析發射光譜即可定性定量計算出待測氣體中各單元素氣體的體積濃度。

由于電極使介質阻擋層之間區域的所有待測氣體發生發射光譜，使得本裝置可實現對多種單元素氣體濃度的連續測量；同時可實現從低濃度到高濃度的氣體體積含量的測量；本實用新型結構簡單，使用方便，制造成本低，且工作壽命長，可直接在大氣壓下運行，運行時氣體之間無相互干擾，測量精度高。

附圖說明