[發(fā)明專利]一種氣體檢測吸收腔體內(nèi)部溫度和壓力一體化控制裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811265205.7
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109596566A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設計）人: 張志榮;董鳳忠;孫鵬帥;夏滑;李哲;崔小娟;龐濤;吳邊
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G05D27/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

本發(fā)明公開一種氣體檢測吸收腔體內(nèi)部溫度和壓力一體化控制裝置。裝置包括：氣體檢測吸收腔體、減壓閥、電控比例閥、真空泵、壓力傳感器、熱電偶、加熱板和控制器；氣體檢測吸收腔體的進氣管路上設置有電控比例閥和所述減壓閥，氣體檢測吸收腔體的出氣管路上設置有電控比例閥和真空泵，壓力傳感器與氣體檢測吸收腔體連接，兩個電控比例閥和壓力傳感器分別與控制器連接；熱電偶位于氣體檢測吸收腔體的內(nèi)壁，熱電偶與控制器連接，氣體檢測吸收腔體的外壁包裹有加熱板，加熱板與控制器連接。采用上述裝置能夠實現(xiàn)腔體內(nèi)部溫度和壓力的精確控制，進而減小吸收腔體內(nèi)部溫度和壓力的變化對檢測結果的誤差。

技術領域

本發(fā)明涉及氣體檢測領域，特別是涉及一種氣體檢測吸收腔體內(nèi)部溫度和壓力一體化控制裝置。

背景技術

眾所周知，在使用激光吸收光譜氣體測量領域中，系統(tǒng)的精確度、穩(wěn)定性是衡量儀器性能的重要指標，除了受自身原理方法和技術的影響外，主要還受外界測量環(huán)境的影響。密閉高品質氣體檢測吸收腔體是系統(tǒng)高靈敏測量的重要組成部分，當腔體內(nèi)部的溫度、壓強發(fā)生變化時，氣體分子的吸收譜線線型和強度會隨之發(fā)生改變，導致測量結果產(chǎn)生誤差。以對碳13同位素(δ¹³C)為例：在24-30℃溫度變化時，單位溫度變化對δ¹³C值的變化影響約為15.07‰；在97.5-102.5kPa壓力變化時，單位壓力變化對δ¹³C值的變化影響約為0.41‰(參考文獻：李相賢，等，CO₂及其碳同位素比值高精度檢測研究，物理學報，2013，62(18)：180203。李相賢，等，基于傅里葉變換紅外光譜法CO₂氣體碳同位素比檢測研究，物理學報，2013，62(3)：030202)。因此，常常采用的方法是需要對分子吸收線型、譜線強度與溫度和壓強間的關系做出標定，然后根據(jù)實際測量值對溫度和壓力進行算法上的修正，以期把環(huán)境因素的影響降至最低。但是，上述方法對腔體壓力和溫度變化較大且頻繁的情況會產(chǎn)生較大的誤差。并且，為了有效減少氣體檢測吸收腔體機械結構和鏡片的形變幾率，提高超高精密測量中光路的穩(wěn)定性，亟需保證密閉高品質氣體檢測吸收腔體內(nèi)部的溫度和壓強的穩(wěn)定精確控制，這是保證系統(tǒng)長時間穩(wěn)定性及減小環(huán)境因素影響的根本保障，也是激光吸收光譜技術檢測系統(tǒng)長期穩(wěn)定性控制的關鍵核心技術。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種氣體檢測吸收腔體內(nèi)部溫度和壓力一體化控制裝置，實現(xiàn)對氣體檢測吸收腔體內(nèi)部溫度和壓力的精確控制。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種氣體檢測吸收腔體內(nèi)部溫度和壓力一體化控制裝置，所述裝置包括：氣體檢測吸收腔體、減壓閥、電控比例閥、真空泵、壓力傳感器、熱電偶、加熱板和控制器；所述氣體檢測吸收腔體的進氣管路上設置有所述電控比例閥和所述減壓閥，所述氣體檢測吸收腔體的出氣管路上設置有所述電控比例閥和所述真空泵，所述壓力傳感器與所述氣體檢測吸收腔體連接，兩個所述電控比例閥和所述壓力傳感器分別與所述控制器連接；所述熱電偶位于所述氣體檢測吸收腔體的內(nèi)壁，所述熱電偶與所述控制器連接，所述氣體檢測吸收腔體的外壁包裹有所述加熱板，所述加熱板與所述控制器連接。

可選的，所述裝置還包括隔熱保溫層，所述隔熱保溫層位于所述加熱板的外側。

可選的，所述熱電偶的數(shù)量為三個，各所述熱電偶分別位于所述氣體檢測吸收腔體內(nèi)壁的兩端和中部位置。

可選的，所述加熱板的數(shù)量為三段，各所述加熱板分別以三個所述熱電偶中心位置纏繞。

可選的，所述裝置包括加熱板控制器，所述加熱板控制器的一端與所述控制器連接，另一端與所述加熱板連接。

可選的，所述裝置還包括纏繞加熱帶，所述纏繞加熱帶位于所述氣體檢測吸收腔體的進氣管路上。

可選的，所述控制器為內(nèi)部采用模糊自適應比例積分微分循環(huán)控制算法的控制器。