[發明專利]一種小型化NO氣體檢測裝置

有效

• 申請號: 201811409569.8
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109283172B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 李杭;李昕陽;劉穎
• 申請（專利權）人: 大連航創科技有限公司
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76;G01N21/01
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發明提供一種小型化NO氣體檢測裝置。本發明包括實現臭氧與NO氣體混合的化學反應腔體，與所述化學反應腔體相連的用于將臭氧與待測的NO氣體反應產生的光子轉變為數字信號的光電探測系統和用于將得出的數據進行可視化展示的數據顯示系統，還具有用于調節光電探測系統溫度的溫度控制系統，所述光電探測系統置于所述化學反應腔體的空腔底部，其具體包括：用于采集光子的信號采集單元和用于將采集到的模擬信號轉換為數字信號并處理的信號處理單元。本發明通過選擇光電檢測器件實現整個裝置的小型化，并通過高效率的光子收集裝置，提高了光子的收集效率，實現對低濃度一氧化氮氣體的檢測。

技術領域

本發明涉及氣體濃度檢測領域，尤其涉及一種小型化NO氣體檢測裝置。其原理是通過化學發光原理對一氧化氮氣體的濃度實現探測。

背景技術

NO氣體分子作為一種對人體有害的化合物，其濃度的動態檢測具有著重要的意義。其中在環境大氣領域，NO氣體與NOx氣體分子作為溫室氣體的重要指標被環保部門廣泛的關注，同時在工業領域熱電發電廠排放大量的NO氣體，其中脫硝的方式采用補充氨氣實現脫硝，因此對于NO實時的檢測，對工業脫硝具有著重要的意義。但是NO氣體分子具有不穩定性，在空氣中極易容易被氧化，因此對NO氣體分子實現快速，精準的測量具有重要的意義。

近年來發展了很多種針對NO氣體分子的檢測手段，其中包括，電化學方法，吸收光譜放大，分光光度法等。但是上述方式都無法對NO氣體分子實現高靈敏，快速的測量。如今市場上最成熟的方式還是利用化學發光測量NO氣體分子，其中化學發光被業界成為NO氣體檢測的金標準。其原理是在高濃度的臭氧與NO氣體反應，產生NO2*，當NO2*放回基態的過程中釋放能量并伴隨著發光。在此過程中產生發光波段范圍在600nm到3000nm之間的寬帶光源，其中在臭氧濃度遠高于NO氣體濃度條件下，一氧化氮的濃度與光信號的強度成線性相關。其中產生的光信號經過光電探測器，實現光信號到電信號的轉化。將得到的電信號進行放大濾波等一系列的處理最終通過顯示電子設備進行顯示。化學發光測量NO具有高靈敏度，測量速度快，高選擇性等優點一直被業所青睞。

目前商品化的NO化學發光的檢測裝置，雖然靈敏度較高，但檢測裝置及其的不笨重。無法實現移動式，手持式的測量要求。

公開號為CN101162200A的《用化學發光法進行氮氧化物分析的系統》公開了一種用化學發光法分析環境空氣中氮氧化物的裝置，其選擇的是光電倍增管，故其存在著儀器整體體積較大，無法實現小型化、便攜化檢測的問題。同時由于采用光電倍增管，導致化學發光反應腔體中腔體的體積也相應的較大，使的整個儀器在氣流循環中消耗較多的時間，無法實現快速測量。

發明內容

根據上述提出的技術問題，而提供一種小型化NO氣體檢測裝置。該裝置具有檢測靈敏度高、小型化、便攜等優點。本發明采用的技術手段如下：

一種小型化NO氣體檢測裝置，包括實現臭氧與NO氣體混合的化學反應腔體，與所述化學反應腔體相連的用于將臭氧與待測的NO氣體反應產生的光子轉變為數字信號的光電探測系統和用于將得出的數據進行可視化展示的數據顯示系統，還具有用于調節光電探測系統溫度的溫度控制系統，所述化學反應腔體與光電探測系統集成于金屬外殼內部，所述溫度控制系統貼合于金屬外殼的光電探測系統側，所述光電探測系統具體包括：用于采集光子的信號采集單元和用于將采集到的模擬信號轉換為數字信號并處理的信號處理單元。

進一步地，所述光電探測系統的各單元集成于一塊PCB電路板上，所述信號采集單元包括：光子收集模塊以及光電二極管；所述光子收集模塊將待檢測的光子匯聚到所述光電二極管的感光芯片端面；

所述信號處理單元包括：

光電轉化模塊，用于將臭氧與待測的NO氣體反應產生的光子轉變為電信號，其具體由具有濾光功能的介質材料與具有光伏功能的半導體光電二極管組成，所述介質材料置于所述半導體材料上端；

信號放大模塊，包括