[發明專利]一種高爐煙氣中微量硫化氫監測的紫外光譜檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201911193089.7
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111912805B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 徐曉軒;王斌;文虹鏡;車穎
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

一種高爐煙氣中微量H₂S監測的紫外光譜檢測方法及裝置，該裝置包括有光源(1)、分光鏡(9)、樣品池(2)、參比池(3)、探測器(4)、運算單元(5)、反射鏡(10)；所述光譜測量裝置還包括有組分消除裝置(6)、泵P1以及閥門V1?V4；所述光源(1)發出的入射光經分光鏡(9)后為光強相同的透射光和反射光；其中透射光入射至樣品池(2)中的所述混合組分；反射光入射至無所述混合組分的參比池(3)；所述探測器(4)探測所述透射光和所述反射光的透射光光強；所述運算單元(5)對探測器(4)得到的所述透射光光強進行差分處理以得到所述組分濃度；所述測量裝置還包括一組分消除裝置(6)，所述組分消除裝置(6)用于檢測時消除待測成分。該方法還包括檢測煙氣中存在交疊組分的光譜測量方法及裝置。

技術領域

本發明涉及光譜檢測領域，具體涉及痕量氣體的紫外光譜檢測技術。

背景技術

紫外光譜在痕量氣體檢測中正發揮越來越重要的作用，該技術相比于化學檢測方法，不需要對待測氣體進行特殊處理即可完成檢測，屬于檢測領域中的非接觸檢測技術，因此具有操作方便快捷的優點。另外，隨著紫外光源的普及，可以產生所需的光強以及波長范圍，因此對待測物種類的限制也越來越小，特別是結合了差分光譜技術，使檢測的精度又有了新提高。但也發現針對特別環境，例如高爐煙氣，其氣體組分比較復雜，各組分的吸收波長相互交疊，另外吸收峰不明顯，易受到環境噪聲例如實時的溫度、濕度、壓強以及檢測儀器本身的影響，從而對部分待測物的檢測帶來影響。針對上述紫外差分光譜檢測出現的各類問題，本發明在紫外差分光譜的基礎上提出全新的解決方案，實驗表明，克服上檢測中不同組分相互影響的問題，且環境噪聲和儀器本身對該實驗結果的影響也大大降低。

發明內容

有鑒于此，本發明還提供一種高爐煙氣中H₂S氣體濃度的檢測方法，該檢測方法包括根據式(1)計算H₂S氣體在高爐煙氣中的濃度；其中式(1)為

其中：式(1)中L為檢測H₂S氣體用樣品池的光程；σ′_m(λ)是該待測物質的吸收系數的慢變部分；I(λ)是測量得到的采樣光譜的光強值；而I′₀(λ)是通過擬合I(λ)的慢變化得到的光強值；I″(λ)是將所述高爐煙氣中H₂S氣體全部吸收后再次測量得到的采樣光譜的光強值；而I″₀(λ)則是可通過擬合I″(λ)的慢變化得到的光強值。

本發明還提供一種混合組分中某一成分的檢測方法，其中所述混合組分中的所述成分是一種可使光透過的物質；該檢測方法包括如下步驟：

步驟S1：一光源入射至一充滿混合組分的樣品池，一探測器探測該透射光；

步驟S2：將該混合組分泵入一組分消除裝置，該組分消除裝置能夠消除所述成分；

步驟S3：待步驟S2中所述成份被所述組分消除裝置消除盡后，再次通入所述樣品池；重復所述步驟S1的過程；

步驟S4：所述探測器對步驟S1和步驟S4中的檢測結果進行處理，得到所述成分在混合組分中的濃度；其中所述處理包括差分處理。

優選的，所述步驟S1還包括將光射到參比池檢測透射光的步驟。

本發明還提供了一種光譜測量裝置，該裝置包括有光源1、分光鏡9、樣品池2、參比池3、探測器4、運算單元5、反射鏡10；所述光譜測量裝置還包括有組分消除裝置6、泵P1以及閥門V1-V4；所述光源1發出的入射光經分光鏡9為了光強相同的透射光和反射光；其中透射光入射至樣品池2中的所述混合組分；反射光入射至無所述混合組分的參比池3；所述探測器4探測所述透射光和所述反射光的透射光光強；所述運算單元5對探測器4得到的所述透射光光強進行差分處理以得到所述組分濃度；所述測量裝置還包括一組分消除裝置6，所述組分消除裝置6用于檢測時消除待測成分。