[发明专利]一种低浓度烟气紫外分析仪及检测方法

说明书

技术领域

本发明属于烟气监测设备领域，尤其是一种低浓度烟气紫外分析仪及检测方法。

背景技术

现有的低浓度气体在线检测方法采用非分散紫外吸收光度法也有所见。它们都是通过紫外单色光源照射样品气后，样品中的分子会吸收某些波长的光；没有被吸收的光到达检测器。检测器检测到该光强后，产生交流电压信号，信号经放大处理后，通过计算机运算分析，得到气体对应的吸光度值。由于吸收度正比于试样中该成分的浓度，利用获得的吸光度的大小和光谱，并根据吸收与已知浓度的标样的比较，即可对待测样品气进行定量精确分析。

上述检测方法的核心部件是检测器，应用紫外光电倍增管居多。例如：申请号为200910135826.8的中国发明专利申请公开了一种智能紫外气体分析仪产品，它由紫外光源、窄带干涉滤光片、测量气室、参比侧光电检测器和测量侧光电检测器组成，其特征在于：在紫外光源的出口处的侧边设有一可旋转的切光轮；该发明通过部分反射镜将入射光分成了双光束，分别进入测量气室、参比室；其中，测量气室和参比室分成两个部件，成90度相互垂直配置，并各自分别对应了两个电检测器；检测器均为光电倍增管或光电二极管阵列。

上述发明的主要不足有：

1）测量气室和参比室分成两个部件，成90度相互垂直配置，并各自分别对应了两个电检测器，将使结构较为复杂、庞大；

2）发明方案中两路光路，并对应配置了两个电检测器，各自光路和电路中产生的外界影响无法避免，并且检测器属于二代检测器，量子化效率、噪声均低于固态检测器，难以长期地、稳定地实现低浓度气体的测量。

目前固态紫外探测器代替传统的紫外光电倍增管已经成为可能。光导型探测器和光伏型探测器是固态紫外探测器的两种主要类型。它们都是利用光电效应产生电子-空穴对，再利用电场分开它们而在外电路收集，从而对光进行探测。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种高精度、高可靠性的低浓度烟气紫外分析仪，本发明采用的技术方案如下：

本发明的低浓度烟气紫外分析仪，包括机箱1、加热控制单元2、输出显示单元3、数据采集处理单元4、供电电源5，机箱1内设置烟气管路，滤水过滤装置6设置在烟气管路进口，烟气管路上分别设置温度传感器、压力传感器、湿度传感器、氧传感器7、气态污染物检测单元8，所述的气态污染物检测单元8包括紫外光源10及设置在其后的切光器11，沿光路方向布置在切光器后依次为测量气室12、滤光器13、固态检测器14；测量气室12沿光路方向分隔分别为样品池18、参比池19，参比池19内封装标准气体，样品池18设样品池样气进口16和样品池样气出口17。

本发明的低浓度烟气紫外分析仪，所述的固态检测器14包括半导体块20、电极21、外电路导线22、负载23，电源24组成，其中，半导体块20设置在滤光器13后部正对光路方向位置，电极21分别位于半导体块20两侧，外电路导线22串联负载23、电源24后分别与半导体块20两侧的电极21相连接。

上述技术方案中，半导体块20材料为ZnO。

本发明的参比池19内封装的标准气体为浓度为100mg/m³的SO₂或NO₂；当待测气体浓度超标时，本发明分析仪将自动报警，判定气体不合格。如果需要兼容各种浓度的气体检测，可以根据客户要求封装特定浓度的待测气体在参比池内。

本发明的低浓度烟气紫外检测方法，包括如下步骤：

步骤1、向低浓度烟气紫外分析仪中通入氮气N₂，至氮气N₂充满样品池18； 

步骤2、紫外光源10发出单色光，经切光器11切光后形成两束光；一束光依次通过样品池18、滤光器13到达检测传感器14，测量获得光的强度I₀；另一束光依次通过参比池19、滤光器13到达检测传感器14，测量获得光的强度I_参；

步骤3、通过公式T_参=I_参/ I₀，获得通入氮气N₂透射率T_参；

步骤4、氮气N₂排出；

步骤5、将待测气体通入低浓度烟气紫外分析仪，经滤水过滤装置6过滤干燥后，充满样品池18；

步骤6、紫外光源10发出单色光，经切光器11切光后形成两束光；一束光依次通过样品池18、滤光器13到达检测传感器14，测量获得光的强度I；