[發(fā)明專利]一種用于積分腔光譜技術(shù)同位素分析的溫度精確控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310039844.2
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103149955A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志榮;董鳳忠;夏滑;龐濤;吳邊;王高璇;崔小娟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院
• 主分類號: G05D23/24
• 分類號: G05D23/24;G01N21/25
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;楊學明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溫度精確控制裝置，更具體的說是一種應(yīng)用于積分腔光譜技術(shù)氣體同位素分析領(lǐng)域的溫度精確控制的裝置。

背景技術(shù)

近年來穩(wěn)定同位素分析在環(huán)境科學和環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用日益受到重視，尤其在大氣、土壤、水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境研究中均發(fā)揮了重要作用。如應(yīng)用穩(wěn)定性同位素豐度變化，研究和指示環(huán)境污染源和污染程度；利用穩(wěn)定同位素的示蹤作用，可辨別溫室氣體的排放來源，分析人類活動如化石燃料燃燒、水泥生產(chǎn)、養(yǎng)殖畜牧以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對溫室氣體排放的貢獻，不僅可以準確估算各排放源的排放總量對工廠、城市實施“節(jié)能減排”工作也具有一定的指導(dǎo)意義；通過測定甲烷同位素有助于了解大氣中甲烷源匯的物理和化學變化機制，用于稻田、濕地等甲烷排放機理和氧化率的定量研究。此外穩(wěn)定同位素分析在地質(zhì)學、核工業(yè)、考古學、生態(tài)環(huán)境科學研究、生物學和化學研究、水資源開發(fā)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、食品安全、臨床醫(yī)學等多個學科也已得到了廣泛的應(yīng)用。

積分腔光譜技術(shù)是通過測量透過光腔的時間積分光強，與入射光強的差值，計算待測氣體濃度，這種方法更接近于傳統(tǒng)的直接吸收光譜，更符合Beer-Lambert定律。該技術(shù)具有極高的測量頻率、光譜分辨率及測量靈敏度，測量設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單且結(jié)果無需復(fù)雜標定，而且可以做成小型化便攜式，輔助其他物理手段同一臺激光同位素分析儀可以實現(xiàn)對氣、液、固三態(tài)樣品進行分析，因此相較基于質(zhì)譜技術(shù)的同位素分析儀有諸多優(yōu)勢。

在積分腔光譜技術(shù)同位素測量分析過程中，為了使儀器系統(tǒng)本身發(fā)揮最大的性能除了選擇獨立的激光光源外，保持一個單一、恒定的溫度和最小的環(huán)境振動也是必不可少的。溫度調(diào)控速度是所有電學系統(tǒng)，激光光源，儀器尺寸，聲速等在內(nèi)的主要影響因素。通常情況下這些參數(shù)會隨著每Kelvin的變化有10^-4~10^-5的變化量。如果測量目標是固體或者液體，溫度的變化將會造成系統(tǒng)較大的漂移甚至測量結(jié)果的極大不準確。當采用積分腔光譜技術(shù)測量氣體同位素分析時，如：C¹⁴O₂，C¹³O₂，C¹²O₂，溫度的變化將會影響不同同位素的Boltzman分布情況，甚至加劇測量已知固定組分情況的同位素比值的不準確。并且，氣體同位素真正濃度的測量和超精密光路的穩(wěn)定性在很大程度上依賴于溫度穩(wěn)定性，否則無法獲得準確的測量結(jié)果，而準確、快速且穩(wěn)定的溫度精確控制，也恰恰是使儀器零漂移最小的重要指標之一。因此精確的溫度控制裝置對于拓展積分腔光譜技術(shù)同位素分析儀的適用環(huán)境，提高檢測的實效性和準確性都具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于積分腔光譜技術(shù)同位素分析的溫度精確控制裝置，以解決現(xiàn)有的積分腔光譜技術(shù)同位素分析在測量過程中受溫度影響的準確性、穩(wěn)定性和零漂移問題。