[發明專利]一種三參考通道的紅外氣體分析方法與裝置

有效

• 申請號: 201511007546.0
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105628637B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 王文龍;李興彥
• 申請（專利權）人: 山東羅納德分析儀器有限公司
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

1.一種三參考通道測量氣體成份的紅外在線光譜儀的測量方法，所述紅外在線光譜儀，包括對光源的發光點進行準直的反射鏡，其特征在于：反射鏡后面設置采樣氣室和參考氣室及帶有四通道和四個獨立熱電堆的探測器，每個通道各配一個濾波片和透射窗口，探測器安裝在半導體制冷片上，其中，四通道分別為參考通道λ1、λ2 和Ｒ通道及與Ｒ通道的透射光經過同一波長濾波片的信號通道Ｓ通道，四通道并排設置，其中，參考通道λ1、λ2 和Ｒ通道、信號通道Ｓ通道分別設置進、出氣孔，參考通道λ1、λ2共用進、出氣孔；

所述三參考通道測量氣體成份的紅外在線光譜儀的測量方法，包括以下步驟：

（1）控制驅動電流： 調節光源的驅動電流，從而使光源調節到所需的參數；

（2）穩定光譜輸出：在λ1，λ2參考通道中密封對紅外波段沒有任何吸收的中性氣體，當工作環境變化時或者系統的老化漂移時，利用λ1，λ2參考通道的反饋信號和相應函數關系，調節驅動電流，保持λ1，λ2的固定比例關系，從而維持穩定的光譜；

（3）建立第三參考通道：R通道中為含有一定已知濃度的待測組分氣體，稱之為參考氣，該通道稱之為第三參考通道，該通道中不含有干擾組分氣體；

（4）基線補償：當光源關閉時，檢測器也會檢測到信號，這通常由背景譜線輻射、電路噪聲因素造成，稱之為基線，在測量過程中，基線會一直存在，在光源關閉時，采集所有通道的基線，并用做后續補償計算；

（5）選擇歸一化標準：光線穿過通道產生的損耗包括氣體吸收和光線幾何損耗，λ1、λ2通道不含有待測組分，所以該兩通道的信號反映了除吸收損耗之外的所有其它因素影響，λ1、λ2、R、S四通道的環境一致，所以λ1，λ2通道接收到的信號均可用作歸一化的標準，對R和S通道的信號歸一化；

（6）參考比對：在R和S通道中均含有待測組分，相同的物理狀態下，S通道的信號強度與R通道的信號強度之比等于兩個通道的分析物濃度之比，基于此，通過參考對比得出S通道內的待測物濃度；

（7）壓力補償：在S通道中或者采樣系統設置壓力測試裝置，根據待測氣體的壓力值對濃度測量結果補償。

2.根據權利要求1所述的三參考通道測量氣體成份的紅外在線光譜儀的測量方法，其特征在于：探測器的每個通道各配一個濾波片和透射窗口。

3.根據權利要求1或2所述的三參考通道測量氣體成份的紅外在線光譜儀的測量方法，其特征在于：氣室腔體與反射鏡和安裝底座密封連接。

4.根據權利要求3所述的三參考通道測量氣體成份的紅外在線光譜儀的測量方法，其特征在于：光源為設計工作溫度400℃以上的熱輻射源。

5.根據權利要求4所述的三參考通道測量氣體成份的紅外在線光譜儀的測量方法，其特征在于：熱輻射光源采用MEMS傳感器，是純阻性器件。