[實用新型]一種針對復雜氣體光譜分析的多氣室結構

有效

• 申請號: 201720687149.0
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN206862869U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 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: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司11228
• 代理人: 張濤,張瑾

技術領域

本實用新型涉及光學氣體分析領域，尤其涉及一種針對復雜氣體光譜分析的多氣室結構。

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。在面對多組分氣體分析時，往往多種氣體的光譜信號互相重疊，需要采用化學計量學相關算法將每種氣體的特征光譜信息分離開，再對各種組分含量進行定量計算。而光譜分析技術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。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種針對復雜氣體光譜分析的多氣室結構，旨在用于解決現有的光學氣體分析儀對復雜氣體背景的適應力差，激光器波長漂移或環境溫度變化對氣體濃度的測量產生影響的問題。

本實用新型是這樣實現的：

本實用新型提供一種針對復雜氣體光譜分析的多氣室結構，其特征在于：包括氣室組件以及位于氣室組件一側與氣室組件間隔設置的制冷基板，所述氣室組件包括上下層疊設置的一個測量氣室和多個參考氣室，所述制冷基板上設有一激光器，所述測量氣室與所述制冷基板相對的側壁上以及每一所述參考氣室與所述制冷基板相對的側壁上均設有通光口，所述制冷基板與所述氣室組件之間設有用于將激光器發出的激光引導至各個所述通光口的分光裝置，所述測量氣室和所述參考氣室內均設有用于將入射到氣室內的激光從所述通光口反射出去的反光裝置，所述制冷基板上還設有與所述測量氣室以及各所述參考氣室一一對應的多個光電探測器，所述制冷基板與所述氣室組件之間還設有用于將從各個所述通光口反射出來的激光匯聚到對應的所述光電探測器的聚光裝置。

進一步地，所述通光口為光學窗口，所述分光裝置包括沿光路依次設置的多個分光鏡和一個反射鏡。

進一步地，所述激光器與該光路上的第一個所述分光鏡之間設有激光匯聚透鏡。

進一步地，所述聚光裝置為與各個所述光電探測器一一對應的多個反射光匯聚透鏡。

進一步地，所述通光口包括入光孔和出光孔，所述分光裝置包括分光器、連接激光器和分光器的第一光纖以及連接分光器和各個所述入光孔的第二光纖。

進一步地，所述聚光裝置包括連接所述光電探測器和對應所述出光孔的第三光纖。

進一步地，所述反光裝置包括設置在所述測量氣室內壁以及所述參考氣室內壁上的多個反射鏡，每一所述反射鏡與對應氣室的所述通光口相對設置。

進一步地，所述測量氣室和所述參考氣室均獨立設置且相互之間可拆卸連接。

進一步地，還包括對所述測量氣室和所述參考氣室進行整體控溫的溫控裝置。

進一步地，所述測量氣室和所述參考氣室均設有進氣口和出氣口。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型提供的這種針對復雜氣體光譜分析的多氣室結構，由于進入到參考氣室和測量氣室的激光來自于同一個激光器，因此激光器的波長漂移對參考信號和分析信號的影響是同步的，又因為參考氣室和測量氣室處于同一個環境溫度下，標氣和樣氣形成的參考信號和分析信號的相對變化程度是一致的。因此，1、可以有效消除激光器波長漂移和溫度變化對測量結果造成的影響，實時保證測量結果的準確性；2、無需溫度修正實驗，避免修正算法對測量結果的干擾；3、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、可以在一套光學裝置中測量多種組分氣體的濃度。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例1提供的一種針對復雜氣體光譜分析的多氣室結構；

圖2為本實用新型實施例2提供的一種針對復雜氣體光譜分析的多氣室結構。