[发明专利]多气体监测系统

权利要求书

1.一种能测量痕量气体的装置，包括：

第一辐射束源；

干涉计，用于接收来自所述源的第一辐射束并形成包含干涉信号的第二辐 射束；

与干涉计进行光通信的样品池，所述样品池包括：

位于样品池第一端的凹反射型场表面；和

位于样品池第二端、与场表面成相对关系的基本上球形的凹反射型目 标表面，所述目标表面具有在至少一个平面内提高焦点重合度的圆柱元件，从 而使在每个场表面与目标表面上经过多次反射而传播通过样品池的第二辐射 束的通过量达到最大；

流动机构，用于使环境空气样品流过样品池；

与样品池进行光通信的冷却型检测器，所述冷却型检测器接收传播通过样 品池中的样品的干涉信号；

与冷却型检测器进行电通信的处理器，所述处理器根据干涉信号来确定环 境空气样品中痕量气体的吸收分布；以及

机壳，其中设置了所述源、干涉计、样品池、流动机构、冷却型检测器和 处理器的，

其中优化样品池的容量和第二辐射束的反射次数，以便检测在环境空气样 品中浓度小于500ppb的痕量气体。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述痕量气体的浓度为10～ 50ppb。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述机壳是可携带的且限定 一个吸入环境空气样品的孔，所述孔与样品池保持流体流通。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述机壳可装在建筑物的空 气处理系统内。

5.如权利要求4所述的装置，还包括一个通知空气处理系统中存在污染 物的报警器。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述样品池的容量小于0.8升。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，环境空气样品以大于3升/分 钟的速率流过样品池。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，样品池的路径长度为5～12 米。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，样品池在10秒钟的时间间隔 内具有80～95％的气体交换率。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，对于50ppb的沙林、塔崩、 索曼、硫芥子气和VX中的至少一种，所述装置的响应时间小于20秒。

11.如权利要求1所述的装置，还包括设置在机壳内的加热单元，用于至 少把样品池加热到40～180℃的温度。

12.一种以光学方式测量痕量气体的方法，包括：

提供一台包括样品池的便携式吸收光谱仪，所述样品池包含位于第一端的 场表面和位于第二端的目标表面，这两个表面以相对的关系构成一条折叠的路 径；

使环境空气样品流过样品池；以及

优化样品池的容量和辐射束在折叠路径中的通过次数，从而使在样品池中 传播的辐射束的通过量达到最大，以便检测在环境空气样品中浓度小于500ppb 的痕量气体。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，场表面包括凹反射表面， 目标表面包括基本上为圆球形的凹反射表面，所述目标表面有一个在至少一个 平面内提高焦点重合度的圆柱元件，从而使传播通过样品池的折叠路径的辐射 束的通过量达到最大。

14.如权利要求12所述的方法，还包括：根据传播通过样品池内的样品 的干涉信号，确定所述痕量气体的吸收分布。

15.如权利要求12所述的方法，还包括：

按第一分辨率测量第一吸收谱以检测痕量气体；和

按更高的分辨率测量第二吸收谱。

16.如权利要求12所述的方法，还包括：

按第一灵敏度测量第一吸收谱以检测痕量气体；和

按更高的灵敏度测量第二吸收谱。