[發明專利]一種光譜儀的三氣室切換裝置及氣體在線光譜測試方法

有效

• 申請號: 201410097985.4
• 申請日: 2014-03-17
• 公開（公告）號: CN103900961A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 湯曉君;程剛;寇福林;張徐梁;劉君華
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/31
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種光譜儀的三氣室切換裝置，其特征在于：包括第一測量氣室（1）、第二測量氣室（11）以及背景氣體氣室（6）；這三個氣室的材料、結構以及尺寸完全相同，三個氣室均為圓筒狀，且均沿光譜儀檢測光路設置；第一測量氣室（1）和第二測量氣室（11）通過開設在氣室側面進氣口（20）和出氣口（24）并聯在進氣管道（4）和出氣管道（5）之間；第一測量氣室（1）和第二測量氣室（11）的進氣口（20）分別串接一個電磁閥（2）后并聯，再與進氣管道（4）相連通；第一測量氣室（1）和第二測量氣室（11）的出氣口（24）匯合后，再與出氣管道（5）相連通；其中，第一測量氣室（1）、第二測量氣室（11）以及背景氣體氣室（6）的排列方式分為兩種，一種為用于實現三個氣室豎直移動切換的排列方式，另一種為用于實現三個氣室連續回轉切換的排列方式；

當三個氣室采用豎直移動的切換方式排列時，背景氣體氣室（6）、第二測量氣室（11）和第一測量氣室（1）依次疊放，背景氣體氣室（6）的下方設置有豎直移動式氣室切換裝置，且第一測量氣室（1）、第二測量氣室（11）和背景氣體氣室（6）固定安裝在氣室安裝座（25）上；

當三個氣室采用連續回轉的切換方式排列時，三個氣室均勻布置在軸（9）的周向上，且三個氣室之間設置有用于實現三個氣室連續回轉的回轉式氣室切換裝置。

2.根據權利要求1所述的光譜儀的三氣室切換裝置，其特征在于：所述的第一測量氣室（1）和第二測量氣室（11）的進氣口（20）和出氣口（24）均通過三通（3）分別與進氣管道（4）和出氣管道（5）相連通。

3.根據權利要求1或2所述的光譜儀的三氣室切換裝置，其特征在于：所述的豎直移動式氣室切換裝置包括上部開口、并且縱向截面為U型的底座（12）；底座（12）的底面中心處固定安裝有驅動機構，驅動機構的頂部固定安裝有連接安裝板（19），連接安裝板（19）通過螺釘與氣室安裝座（25）固定連接；

底座（12）側面的內側相對設置有上限位傳感器（18）和下限位傳感器（17），上限位傳感器（18）安裝在底座（12）內側的頂部，下限位傳感器（17）安裝在上限位傳感器（18）的下方；連接安裝板（19）的形狀與底座（12）上部開口的形狀相同，且連接安裝板（19）的面積小于底座（12）上部開口的面積；連接安裝板（19）底面兩側分別設置有用于觸發底座（12）側面上的上限位傳感器（18）和下限位傳感器（17）的觸片（26）。

4.根據權利要求3所述的光譜儀的三氣室切換裝置，其特征在于：所述的驅動機構包括固定于底座（12）上的電機安裝座（23），電機安裝座（23）上安裝有電機（22）；電機（22）的輸出軸與螺桿（14）的下端固聯，螺桿（14）的上端套設有螺桿（14）相配合的可移動螺母（15），可移動螺母（15）的上端與連接安裝板（19）固定連接，且可移動螺母（15）位于連接安裝板（19）的中心處。

5.根據權利要求4所述的光譜儀的三氣室切換裝置，其特征在于：所述的電機（22）采用能夠實現連續正反轉運動的交流電機、步進電機或者伺服電機。

6.根據權利要求3所述的光譜儀的三氣室切換裝置，其特征在于：所述的上限位傳感器（18）和下限位傳感器（17）采用光電非接觸傳感器、機械式行程開關或微動開關。

7.根據權利要求3所述的光譜儀的三氣室切換裝置，其特征在于：所述的螺桿（14）兩側設置有兩個用于支撐連接安裝板（19）的直線軸承、線性滑軌或導軌。

8.根據權利要求7所述的光譜儀的三氣室切換裝置，其特征在于：所述的直線軸承包括固定安裝于連接安裝板（19）上的軸承座（16）以及套設在軸承座（16）內的導桿（13），導桿（13）的底部固定在底座（12）的底面上。

9.根據權利要求1或2所述的光譜儀的三氣室切換裝置，其特征在于：所述的回轉式氣室切換裝置包括從動齒輪（10），從動齒輪（10）上開設有三個用于套設三個氣室的通孔，軸（9）設置于三個氣室的中心，從動齒輪（10）上嚙合有主動齒輪（8），主動齒輪（8）與步進電機（7）的輸出軸固聯；其中主動齒輪（8）的直徑小于從動齒輪（10）。

10.一種基于權利要求1所述光譜儀的三氣室切換裝置的氣體在線光譜測試方法，其特征在于：

在測量時，將第一測量氣室（1）置于光路中；此時，與第一測量氣室（1）相連的電磁閥關閉，以斷絕第一測量氣室（1）進氣口（20）與氣路的連接，保證第一測量氣室（1）中氣體成分及其濃度的穩定，而與第二測量氣室（11）相連的電磁閥則打開，使得第二測量氣室（11）進氣口（20）與氣路相通，第二測量氣室（11）中的氣體處于更新狀態；待光譜掃描結束后，切換兩個測量氣室的位置，即把第二測量氣室（11）切換到光路中，同時打開第一測量氣室（1）的電磁閥，關閉第二測量氣室（11）的電磁閥；此時，光譜儀對第二測量氣室（11）中的氣體進行光譜掃描，氣路對第一測量氣室（1）進行氣體更新；在進行氣體的光譜在線分析過程中，若發現光譜基線發生畸變，則將背景氣體氣室（6）切換到光路中，重新掃描背景光譜。