[实用新型]智能型红外多组分有害气体监测仪

说明书

技术领域：

本实用新型属于环境监测、应急和预警技术领域，具体是一种智能型红外多组分有害气体监测装置。

背景技术：

多组分气体定量分析在环境保护领域中有着广泛的应用。工业、交通、气候的变化给环境保护带来了越来越大的压力。在环保领域中开发先进的气体监测技术符合我国建设节约型社会、节能减排的政策导向，因此有害气体的高精度检测对于经济社会发展具有十分重要的意义。

目前气体测量方法主要包括电化学法、非色散红外法、激光吸收谐波法和傅立叶变换分析法。电化学法测量精度低，重复性较差，仅适合一般应用；简单非色散红外法存在交叉敏感的缺点；激光吸收谐波法和傅立叶变换分析法虽然有很好的测量效果，但结构复杂、价格昂贵，且关键部件必须依赖进口。

实用新型内容：

鉴于气体监测技术的现状，研究、设计合理性价比的多组分有害气体监测方法和装置十分必要。本实用新型提供了一种智能型红外多组分有害气体监测装置，在解决多组分气体测量分析过程中存在的交叉干扰和分辨率的矛盾方面取得了技术突破。

本实用新型的技术方案如下：

智能型红外多组分有害气体监测仪，其特征在于包括有红外光源，红外光源前方的光路中安装有聚焦透镜和能旋转的气体相关滤波轮，气体相关滤波轮上设有一个遮光片作为同步孔，另设有多组测量气室及与之对应的参考气室，所述的各测量气室、各参考气室的前方或后方安装有滤光片，经过气体相关滤波轮旋转滤波及调制后的出射光，进入多次反射吸收池的入射口，多次反射吸收池上有进、出气口，多次反射吸收池的出射口后的光路中，安装有红外探测器，红外探测器的输出信号接入到信号处理与显示单元，同时与PC机进行通讯。

所述的智能型红外多组分有害气体监测仪，其特征在于每组测量气室及与之对应的参考气室，其测量气室内充相干扰的气体组分，参考气室中充高浓度的测量气体组分，所述的相干扰的气体组分的红外光谱吸收峰与测量气体组分相近；测量气室的前方或后方安装的滤光片透过测量气体组分的红外光谱吸收峰，而参考气室前方或后方安装的滤光片透过其中的测量气体组分的红外光谱吸收峰，所述的滤光片均为窄带滤光片。

所述的智能型红外多组分有害气体监测仪，其特征在于所述的每组测量气室及与之对应的参考气室，包括二个测量气室及其共用的一个参考气室，设二个测量气室为M_A、M_B，参考气室为R_AB，R_AB中同时充有测量气体组分A、B，为消除交叉干扰，测量气室M_A中充有相干扰的气体组分B，测量气室M_B中充有相干扰的气体组分A；测量气体组分A、B的红外光谱吸收峰相近；测量气室M_A前方或后方安装的滤光片透过测量气体组分A的红外光谱吸收峰，测量气室M_B前方或后方安装的滤光片透过测量气体组分B的红外光谱吸收峰，参考气室R_AB前方或后方安装的滤光片同时透过气体A、B红外光谱吸收峰，所述的滤光片均为窄带滤光片。

所述的测量气体组分A与相干扰的气体组分A均是指A气体，测量气体组分B与相干扰的气体组分B均是指B气体。

所述的红外多组分有害气体监测仪，其特征在于所述的气体相关滤波轮由步进电机驱动。

所述的智能型红外多组分有害气体监测仪，其特征在于所述的气体相关滤波轮的测量气室与参考气室均为由干涉滤光片和透红外窗口片密封的气室。

所述的智能型红外多组分有害气体监测仪，其特征在于所述的多次反射气体吸收池为内壁经镀镍处理的铝合金材质吸收池。

所述的智能型红外多组分有害气体监测仪，其特征在于所述的红外光源为自带抛物面反射镜，辐射波长范围为2～20μm。

本实用新型的特点在于以下方面：特殊结构气体相关滤波轮；合理的调制频率和驱动电机选择；可灵活调整的多次反射气体吸收池；长寿命的红外光源；高灵敏度的红外探测器；先进的模拟与数字信号处理方法。

(1)气体相关滤波轮

本实用新型的气体相关滤波轮一方面跟随电机转动把连续的红外光调制成一定频率的脉冲光，另一方面通过安装滤光片对待测气体的吸收光谱进行选择，更重要的是对测量气室充有特定气体组分以消除交叉干扰，各气室均设有单独的充气口。

(2)步进电机及其驱动

为提高光电信号的信噪比和减小相邻测量气室之间的相互影响，红外光的调制频率不宜太高，取200Hz。对于共十六个测量、参考气室的气体相关滤波轮，步进电机转速n应为：