[發明專利]一種氣體分析儀及氣體分析方法

有效

• 申請號: 201710720122.1
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107389585B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 熊友輝;程靜偉;易良順;石平靜;陳敬杰;何明亮
• 申請（專利權）人: 湖北銳意自控系統有限公司;四方光電股份有限公司
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504;G01N21/37
• 代理公司: 42238 武漢知產時代知識產權代理有限公司
• 代理人: 易濱<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明提出一種氣體分析儀及氣體分析方法，屬氣體分析領域，優勢是采用微流隔半氣室技術，實現對被測氣體的測量。主要特點是：在一個腔體內設置一路參考氣室、一路測量氣室，及采用前后流動的微流紅外氣體檢測裝置，克服了現有技術采用單氣室造成的漂移大、測量穩定性差，及采用獨立雙氣室工藝結構復雜等問題；另外，微流紅外氣體檢測裝置設置了調水裝置，通過發現氣態水與被測氣體吸收譜的重疊現象，利用氣態水、被測氣體對紅外光的吸收譜寬窄差異，調節調水閥，改變微流紅外氣體檢測裝置前后氣室、調水緩沖氣室內氣體膨脹后的變化，使得檢測到的紅外光譜處于被測氣體的吸收譜內，同時遠離氣態水的吸收譜，克服了水分干擾的問題。

技術領域

本發明屬于氣體分析領域，尤其涉及一種氣體分析儀及氣體分析方法。

背景技術

隨著環境污染日益嚴重，全世界在加強對污染物監測及分析，現有技術提出利用非分光紅外散射法(NDIR)原理對被測氣體進行測量和監控，具體的根據朗博-比爾定律，分析煙氣中SO2、NO、CO2、CO等成分對紅外光具有的吸收特性，確定被測氣體的成分濃度。隨著環保法律法規的更加嚴厲，對于SO2.NO，CO的測量都逐步要求采用超低量程。對于0-100mg/m3的超低量程，要達到長時間漂移2.5％FS的要求，目前國內還缺少可以滿足這種要求的NDIR紅外氣體分析儀器。以往國際上采用單光束氣動紅外氣體傳感器(micro-flow微流NDIR或者Luft微音器NDIR)的煙氣分析儀，例如Siemens的U23以及FUJI的ZRJ系列，也逐步不能夠滿足超低量程0-100mg/m3的環保監測要求。

國際上在CEMS監測儀器領域已經有比較成熟的經驗，SIEMENS，FUJI和ABB等都提出了新型的采用雙光束氣動紅外傳感器的煙氣分析儀。例如在專利文獻US20130043391A1中SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT提出的“Non-dispersive infrared(NDIR)dual tracegas analyzer and method for determining a concentration of a measurement gascomponent in a gas mixture by the gas analyzer”：氣室為叉形雙管雙氣室結構，體積大，不利于儀器的小型化，工藝結構復雜，造價昂貴；傳感器采用雙層光氣動結構(微流傳感器)，被測氣流相對于光源發射方向左右流動，不能防止水分對被測氣體的干擾；另外，紅外光源采用了分束器，導致紅外光反射會造成信號損失，測量不準確。在專利文獻EP0093939A1中，FUJI ELECTRIC CO.LTD提出的“Non-dispersive infrared gasanalyzer”：氣室為單氣室，無參考，傳感器采用雙層光氣動結構(微流傳感器)，被測氣流相對于光源發射方向前后流動，容易受外部環境因素的影響(光源、溫度等因素)，漂移大、穩定性差。在專利文獻EP2551662A1中,ABB TECHNOLOGY AG提出的“Optical gas analysisdevice with resources to improve the selectivity of gas mixture analyses”：采用隔半氣室，缺陷是采用光氣動傳感器(微音傳感器)，被測氣流相對于光源發射方向左右流動，無法避免水分對測試的干擾。

發明內容

為解決現有技術缺陷，本發明提出一種氣體分析儀及氣體分析方法，采用隔半氣室技術，結合可抗水干擾的前后流動微流紅外氣體檢測裝置，實現對被測氣體成分濃度分析，測試準確、穩定，可滿足低量程測試需求。

本發明一方面提出一種氣體分析儀，包括：

至少一腔體，沿腔體的中心軸線設置隔板，將腔體分為參考氣室和測量氣室；

光源模塊：設置于腔體的一端；

微流紅外氣體檢測裝置，用于檢測光源模塊發射并經過腔體的光強，設置于腔體的另一端。

優選的，隔板與腔體的長度相同，隔板將腔體分隔成大小與形狀相同的參考氣室和測量氣室。