[发明专利]具有含反应催化剂的通道的气体组分探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定气体中第一气体组分含量的探头，更具体的 说，本发明涉及一种用于确定含有第一气体组分和第二气体组分的气体中第 一气体组分含量的探头，其中第二气体组分通过第一气体组分还原或氧化而 得。

本发明尤其涉及在确定含NO₂和NO的气体中NO₂含量方面的应用。

背景技术

为了确保符合环境标准，需要测量燃烧设备产生的NO_X(氮氧化物)排 放物的含量。NO_X两个最重要的成分是NO(一氧化氮)和NO₂(二氧化氮)， 其中主要为NO，而NO₂则毒性更强而且更易发生反应。目前必须使用提取 气体分析法来准确测量低水平的NO_X。用探头提取一份排放物的样品，通过 输送管将该样品传输到一个测量仪器中，在所述测量仪器中对NO和NO₂含量进行测量。目前已发现，探头和输送管的材料可能会改变排放物样品的 组成，而导致测量仪器无法对NO/NO₂含量进行准确测量。金属探头可将 NO₂转化为NO，从而导致测量结果中NO₂的含量比实际值低。在高温下， 即500摄氏度以上，尤其容易发生上述情况，例如，在燃气涡轮发动机的废 气中。输送管的材料可能会吸收NO₂，例如由聚四氟乙烯(PTFE)制成的 输送管。与NO₂相比，NO相对非常稳定。总的来说，借助目前测量NO_X的方法测量出的NO_X总含量往往偏低，尤其是NO₂含量偏低。

发明内容

本发明的第一目标是提供一种用于确定含有第一气体组分和第二气体 组分的气体中第一气体组分含量的探头，其中第二气体组分通过第一气体组 分还原或氧化而得，所述探头包括：第一组分探头，其用于获取第一气体样 品，并将第一气体样品中存在的第一气体组分转化为第二气体组分，所述第 一组分探头包括用于输送第一气体样品的第一通道，所述第一通道由第一管 形成，所述第一管包括复数个沿其长度方向间隔排列的第一孔，所述第一组 分探头通过所述第一孔获取第一气体样品，所述第一通道与第一气体样品接 触的壁由用以将第一气体组分转化为第二气体组分的材料制成；以及第二组 分探头，其用于获取第二气体样品，所述第二组分探头包括用于输送第二气 体样品的第二通道，所述第二通道由第二管形成，所述第二管包括复数个沿 其长度方向间隔排列的第二孔，所述第二组分探头通过所述第二孔获取第二 气体样品，所述第二通道与第二气体样品接触的壁由不会将第一气体组分转 化为第二气体组分的材料制成，转化后的第一气体样品中第二气体组分的总 含量与第二气体样品中第二气体组分的总含量之差构成所述气体中第一气 体组分含量的测量值。

上述第一气体组分可以是NO₂，第二气体组分则是NO。

第一组分探头可进一步包括一个用于将NO₂转化为NO的转化装置，所 述转化装置由与第一通道壁相同的材料制成，而且位于第一通道中，这样， 当第一气体样品沿第一通道输送时，第一气体样品会穿过所述转化装置。

第一通道壁优选由镍合金制成，镍合金在将NO₂转化为NO方面特别有 效，第二通道壁优选由例如玻璃之类的陶瓷材料制成。

优选情况下，所述第一管由所述镍合金制成，所述第二管由所述陶瓷材 料制成，所述第一管和第二管相邻并行设置，而且第一管和第二管彼此紧固， 第一管支撑第二管。

第一孔和第二孔优选形成在第一管和第二管的相同侧上，并且位于管长 度方向上的相应位置处。

本发明的第二目标是提供一种用于测量含有第一气体组分和第二气体 组分的气体中第一气体组分含量的方法，其中第二气体组分通过第一气体组 分还原或氧化而得，所述方法包括：获取第一气体样品，将第一气体样品中 的第一气体组分转化为第二气体组分，并测量转化后的第一气体样品中第二 气体组分的总含量；获取第二气体样品，测量第二气体样品中第二气体组分 的总含量；用第一气体样品中第二气体组分的总含量减去第二气体样品中第 二气体组分的总含量，从而确定气体中第一气体组分的含量。