[发明专利]光谱法N2O4中相当水含量测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种光谱法N₂O₄中相当水含量测量装置，其特征在于：由水红外分析仪、双孔板（3）和积分球（5）组成，双孔板（3）由A、B孔组成，B孔与A孔的面积比N介于1.5～5之间，双孔板（3）置于单色器出射狭缝和样品室之间的平行光路中，积分球（5）置于样品室后的平行光路中，入射光垂直于积分球入射窗口，近红外光电探测器（6）的光敏面与积分球内表面重合，入射光不直接照射探测器（6）的光敏面。

2.根据权利要求1所述的N₂O₄中相当水含量测量装置，其特征在于：由水红外分析仪、双孔板（3）和积分球（5）组成，水红外分析仪采用双光束光路；双孔板（3）由A、B孔组成，B孔与A孔的面积比N介于1.5～5之间，双孔板（3）置于单色器出射狭缝和样品室之间的平行光路中，积分球（5）置于样品室后的平行光路中，入射光垂直于积分球入射窗口，近红外光电探测器（6）的光敏面与积分球内表面重合，入射光不直接照射探测器（6）的光敏面。

3.根据权利要求1或2所述的N₂O₄中相当水含量测量装置，其特征在于：所述积分球（5）为球形结构，窗口面积不大于积分球内表面面积的5%。

4.根据权利要求3所述的N₂O₄中相当水含量测量装置，其特征在于：所述积分球内表面的反射率不低于80%。

5.根据权利要求1或2所述的N₂O₄中相当水含量测量装置，其特征在于：所述双孔板中B孔与A孔的面积比N介于2～3之间。

6.根据权利要求1所述的N₂O₄中相当水含量测量方法，包含（a）非线性校正、(b)建立标准曲线、(c)测量与数据处理过程，对于单光束测量装置，操作步骤包为

（a）非线性校正：将双孔板3置于单色器出射狭缝后样品室前的平行光路中，使入射光垂直入射到双孔板，调节双孔的位置，使入射光布满A孔、B孔，依次测量透过A、B孔的信号响应，按公式（1）计算透过B孔与A孔的辐射通量比，按公式（2）计算透射比示值τ，按公式（3）计算透射比示值偏差Δτ，并建立透射比示值τ与非线性偏差Δτ_s的关系曲线（4），按公式（5）计算非线性校正后的透射比值τ_s,

N=UB0U‾A0---(1)]]>

τ=N·U‾AUB0×100%---(2)]]>

Δτ=(N·U‾AUB0-U‾BUB0)×100%---(3)]]>

△τ_s=a₂τ²+a₁τ+a₀        (4)

τ_s=τ-△τ_s        (5)

式中：U_A--A孔信号值，

U_B--B孔信号值，

U_A0--A孔信号初始值，

U_B0--B孔信号初始值，

N--透过B孔与A孔的辐射通量比，

τ--非线性校正前的透射比示值，

△τ--特定透射比值的示值偏差，

△τ_S--透射比示值非线性偏差，

a₂，a₁，a₀--非线性偏差与透射比示值关系曲线的系数，

τ_s--非线性校正后的透射比示值；

(b)建立标准曲线：按公式(6)计算一级标准物质的透射比值，按公式(4)(5)对透射比进行非线性校正，确定标准物质的透射比值τ_s，按公式(7)计算吸光度值A_s，按照一级标准物质的量值c_i与对应的特征吸收A_si的对应关系，建立标准曲线(8)，

τ=UsU0×100%---(6)]]>

A_s=-logτ_s          (7)

c=k·A_s+b         (8)

式中：τ--非线性校正前的透射比示值，

U_s--样品置于光路中的信号示值，

U₀--光路空白时的信号示值，

τ_s--非线性校正后的透射比示值，

c--相当水含量，

A_s--非线性校正后的吸光度值，

k、b--标准曲线的系数；

（c）测量与数据处理：按公式（6）计算待测样品的透射比值，按公式（4）、（5）进行非线性修正后，按公式（7）计算待测样品的吸光度值，对照标准曲线（8）给出待测样品的量值。

7.根据权利要求2所述的的N₂O₄中相当水含量测量方法，包含（a）非线性校正、(b)建立标准曲线、(c)测量与数据处理过程，对于双光束测量装置，操作步骤为：

（a）非线性校正：调节斩波器7和斩波器10，使单色器2的出射光经斩波器7反射到平面反射镜9，经样品室4及斩波器10，垂直入射到积分球5，将双孔板3置于单色器出射狭缝后样品室前的平行光路中，使入射光垂直入射到双孔板，调节双孔的位置，使入射光布满A孔、B孔，依次测量透过A、B孔的信号响应，按公式（1）计算透过B孔与A孔的辐射通量比，按公式（2）计算透射比示值τ，按公式（3）计算透射比示值偏差Δτ，并建立透射比示值τ与非线性偏差Δτ_s的关系曲线（4），按公式（5）计算非线性校正后的透射比值τ_s,

（b）建立标准曲线：按公式（9）计算一级标准物质的透射比值，按公式（4）（5）对透射比进行非线性校正，按公式（7）计算吸光度值A_s，按照一级标准物质的量值c_i与对应的特征吸收A_si的对应关系，建立标准曲线（8）；

τ=UsUr×100%---(9)]]>

式中：τ--非线性校正前的透射比示值，

U_s--样品光路的信号示值，

U_r--参比光路的信号示值；

（c）测量与数据处理：按公式（9）计算待测样品的透射比值，按公式（4）、（5）进行非线性修正后，按公式（7）计算待测样品的吸光度值，对照标准曲线（8）给出待测样品的量值。