[实用新型]测量空气中甲烷含量的装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种土壤水取样仪，属于环境技术领域。

背景技术：

甲烷在空气中的浓度受到人类活动的很大影响，大气中甲烷的含量对于辐射过程和气候发展趋势的研究是至关重要的(甲烷作为继二氧化碳之后对地球温室效应具有重要影响的气体，虽然在空气中的含量远远低于二氧化碳，但是温室效应有26%是由于甲烷引起的，等量的甲烷对温室效应的作用是二氧化碳的22倍，检测地面环境空气中甲烷的含量对于分析大气中甲烷的来源是非常必要的，能够为大气化学研究提供重要依据。

由于空气中甲烷的含量比较低，产生的吸收信号比较弱，目前空气中测甲烷含量的装置虽然通过多次反射增加了光程的长度，但同时也产生了标准具效应。标准具效应产生的干涉条纹对信号的分析非常不利，它是由于多次反射过程中散射光与主光束之间发生干涉而产生的一种稳定的、而不是随机的噪声信号，因此扣除背景之后无法得到非常平滑的二次谐波信号是目前需要解决的问题。

实用新型内容：

针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种测量空气中甲烷含量的装置。

本实用新型包含计算机、锁相放大器、探测器、温度控制器、激光器、反射池、第一透镜、第二透镜、第一球面镜、第二球面镜、第三球面镜、第一阀门、第二阀门和机械真空泵，反射池为密闭容器，反射池的开有进光口、出光口、进气口和出气口，其中进气口与出气口相对设置，进气口与第一阀门连接，出气口与第二阀门连接，第二阀门与机械真空泵连接，反射池内设有第一球面镜、第二球面镜和第三球面镜，计算机的温度信号输出端与温度控制器的温度信号输入端连接，温度控制器的控制信号输出端与激光器的控制信号输入端连接，激光器发出的光通过第一透镜后折射从反射池的进光口进入，依次经第一球面镜、第二球面镜、第三球面镜和第一球面镜反射后从反射池的出光口出去，经第二透镜聚焦到探测器的光敏面上，探测器的光信号输出端与锁相放大器的光信号输入端连接，锁相放大器的检测信号输出端与计算机的数据采集卡连接，计算机的控制信号输出端与锁相放大器的控制信号输入端连接。

本实用新型的有益效果为：本实用新型具有灵敏度高、检测限低（低于0.087mg/m³）、易于集成为便携式痕量气体检测仪等优点，利用这套装置实现了对环境空气中甲烷含量的检测。

附图说明：

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式：

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案它它包含计算机1、锁相放大器2、探测器3、温度控制器4、激光器5、反射池6、第一透镜7、第二透镜8、第一球面镜9、第二球面镜10、第三球面镜11、第一阀门12、第二阀门13和机械真空泵14，反射池6为密闭容器，反射池6的开有进光口61、出光口62、进气口63和出气口64，其中进气口63与出气口64相对设置，进气口63与第一阀门12连接，出气口64与第二阀门13连接，第二阀门13与机械真空泵14连接，反射池6内设有第一球面镜9、第二球面镜10和第三球面镜11，计算机1的温度信号输出端与温度控制器4的温度信号输入端连接，温度控制器4的控制信号输出端与激光器5的控制信号输入端连接，激光器5发出的光通过第一透镜7后折射从反射池6的进光口61进入，依次经第一球面镜9、第二球面镜10、第三球面镜11和第一球面镜9反射后从反射池6的出光口62出去，经第二透镜8聚焦到探测器3的光敏面上，探测器3的光信号输出端与锁相放大器2的光信号输入端连接，锁相放大器2的检测信号输出端与计算机1的数据采集卡连接，计算机1的控制信号输出端与锁相放大器2的控制信号输入端连接。

本具体实施方式的工作原理为：激光器发出激光，激光通过反射池多次反射后由第二透镜聚焦到探测器的光敏面上，通过锁相放大器对信号进行二次谐波检测，再由计算机的数据采集卡对锁相放大器输出的二次谐波信号进行AD转换，得到气体吸收谱线的二次谐波信号，然后在计算机中根据标准浓度的气体谱线进行拟合，得到痕量气体的浓度。