[實用新型]一種并聯式氣體光譜分析雙氣室

有效

• 申請號: 201720572768.5
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN206740638U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 胡雪蛟;向柳;羅丹
• 申請（專利權）人: 深圳米字科技發展有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/39;G01N21/05
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 馬麗娜

技術領域

本實用新型屬于氣體分析儀器領域，具體涉及一種并聯式氣體光譜分析雙氣室。

背景技術

近年來，各種光學氣體分析技術在石油化工、環境監測、生物醫學等領域得到廣泛應用。光學氣體分析技術基于分子光譜學，普遍需要對氣體分子的吸收光譜、散射光譜或熒光光譜等光譜線型進行定量分析計算。這些測量方法往往受到光譜線型變化的影響，對激光器本身的性能要求較高，在使用過程中需要對激光器的電流和溫度進行嚴格控制；此外氣體本身的性質會受到溫度和壓力的影響，這些外界因素的變化都會改變氣體的光譜曲線，從而直接影響到濃度測量結果。

目前市場上的光學氣體分析儀所使用的激光器對譜線寬度和穩定性都有較高要求，這種激光器價格較為昂貴。此外，光譜分析技術普遍需要對待測氣體進行恒溫伴熱處理，加上吸收譜線定位和溫度修正等算法減少不穩定因素的影響，但這些方法的使用會大大提高設備的成本、增加設備體積，各種修正參數的確定需要大量標定數據積累，從長期來看不能完全保證測量濃度的準確性。各種修正算法的根本問題在于只能實現定參數運算，沒有能夠隨不穩定因素變化的參考信號，不能適應溫度或激光器波長漂移對不同濃度氣體的影響。

實用新型內容

針對現有技術中存在的激光器波長漂移或環境溫度變化容易對氣體濃度的測量產生影響的問題，本實用新型提供一種并聯式氣體光譜分析雙氣室。

本實用新型提供的技術方案具體如下：

一種并聯式氣體光譜分析雙氣室，包括制冷基板1和垂直于制冷基板1的氣室；制冷基板1朝向氣室的一面上設有光電探測器一2、激光器3和光電探測器二4；所述氣室由互不連通的參考氣室12和測量氣室13沿垂直于制冷基板1的方向并聯組成，氣室靠近制冷基板1的一端設有光學窗口18，激光器3與氣室之間設有分光鏡8；參考氣室12遠離制冷基板1的一端設有反射鏡一14，測量氣室13遠離制冷基板1的一端設有反射鏡二15，參考氣室12側壁兩端分別設有標準氣體進口10和標準氣體出口16，測量氣室13側壁兩端分別設有待測氣體進口11和待測氣體出口17。

參考氣室12與測量氣室13之間為可拆卸連接。

光電探測器一2和光電探測器二4分別位于激光器3兩側。

氣室外圍設有控溫裝置。

光電探測器一2與光學窗口18之間設有匯聚透鏡一5，激光器3與光學窗口18之間設有匯聚透鏡二6，光電探測器二4與光學窗口18之間設有匯聚透鏡三7；分光鏡8附近設有反射鏡三9。

光電探測器一2與參考氣室12通過光纖直接連接，光電探測器二4與測量氣室13通過光纖直接連接，激光器3與分光鏡8之間通過一根光纖連接，分光鏡8通過光纖與參考氣室12、測量氣室13分別連接。

本實用新型具有以下優點和有益效果：

(1)本實用新型能夠有效地消除溫度變化和激光器波長漂移對測量結果造成的影響，實時保證測量結果的準確性。

(2)本實用新型使用過程中無需進行溫度修正實驗，簡化了分析儀器標定過程，也避免了修正算法對測量結果造成的干擾。

(3)本實用新型無需對氣室系統進行保溫，也不需要性能極度穩定的激光器，降低了購置和使用成本。

(4)本實用新型可用在與TDLAS(可調諧半導體激光吸收光譜技術)、NDIR(非色散紅外光譜分析)、DOAS(差分吸收光譜法)等技術相關的光學儀器中，應用范圍廣。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型利用空間光作光路時的結構示意圖；

圖3為本實用新型利用光纖作光路時的結構示意圖；

其中，1—制冷基板，2—光電探測器一，3—激光器，4—光電探測器二，5—匯聚透鏡一，6—匯聚透鏡二，7—匯聚透鏡三，8—分光鏡，9—反射鏡三，10—標準氣體進口，11—待測氣體進口，12—參考氣室，13—測量氣室，14—反射鏡一，15—反射鏡二，16—標準氣體出口，17—待測氣體出口，18—光學窗口。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型的技術方案作進一步詳細說明。