[发明专利]分析氨气痕量浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及混合气体中，氨气浓度的检测分析方法，具体的说，涉及采用激光技术测量分析氨气浓度的方法。

背景技术

目前氨气测量有多种分析方法，其中主要的有电化学法、比色法、气相色谱法、检定管法及可调谐二极管激光吸收光谱法等，其各种分析方法均具有优缺点。如电化学法均有响应速度快、灵敏度高、体积小的特点，但存在着传感器使用寿命短，每年需更换传感器，且环境中存在多种气体时抗干扰能力差的缺点。比色法虽然是经典的分析方法，需要多种化学试剂进行反应，环境中氨浓度都较低时需采集大量空气样品才可满足测量要求，存在费时费力的缺点。气相色谱法具有分析准确、显示直观等特点，但因操作程序复杂、体积庞大、不能携带等缺点。检定管法虽有操作简单、使用方便等特点，但存在测量误差大等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量分析氨气痕量浓度的方法，以克服现有技术存在的缺点。

本发明的方法，包括如下步骤：

(1)将需要检测分析的含有氨气痕量的混合气体，通入多光程吸收池；

所述痕量指的是，混合气体中，氨气的积浓度为0.5～1000ppm；

步骤(1)中，光程为1020cm，共反射34次；

(2)将可调谐二极管激光器输出的调谐激光，通过准直透镜入射到多光程吸收池；

(3)多光程吸收池携带气体吸收信息的输出光被光电检测器接收，然后进行数据分析处理，获得分析检查结果。

本发明的原理是这样的：

单光路激光氨气分析仪的发射单元采用二极管激光吸收光谱技术，利用激光能量被氨气气体分子选频吸收形成吸收光谱的原理来测量氨气的气体浓度，由二极管激光器发射出氨气特定波长的激光束仅能被被测气体氨气吸收，穿过被测气体时激光强度的衰减与被测气体的浓度成一定的函数关系，即

I(V)＝I₀(V)e^-d(V)CL

式中：I(V)为光束穿过一个光程距离为L的被测气体介质后的透射光强度；I₀(V)为入射光强度；δ(V)为被测气体吸收横截面；C为被测气体浓度；L为光程。因此，通过测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。

本发明的有益效果是：

通过对氨气光谱范围内的单线扫描光谱技术，采用可调谐二极管激光器作为光源，发射出稳定的波长光束，在多次反射气室中穿过待测气体氨气，通过分析被测气体吸收导致的激光谱线衰减，由探测器接受端将光信号转换成电信号，实现高灵敏度精确检测待测气体浓度，满足了低浓度氨气的检测。

附图说明

图1为测量分析氨气痕量浓度的方法的原理图。

图2为多光程吸收池结构示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明的方法，包括如下步骤：

(1)将需要检测分析的含有氨气痕量的混合气体，通入多光程吸收池1；

所述痕量指的是，混合气体中，氨气的积浓度为0.5～100ppm；优选为10～800ppm；

光程为1020cm，共反射34次；

(2)将可调谐二极管激光器4输出的调谐激光，入射到多光程吸收池1，优选的，调谐二极管激光器4输出的调谐激光，经准直透镜11准直后入射到多光程吸收池1；

(3)多光程吸收池1携带气体吸收信息的输出光被光电检测器2接收，并转换为电信号，然后进行数据分析处理，获得分析检查结果；

具体的包括如下步骤：多光程吸收池1携带气体吸收信息的输出光被光电检测器2接收，并转换为电信号，经前置放大器6对该信号进行初级放大后，再由锁相放大器7对其进行谐波检测，锁相放大器的参考信号由调制信号源5产生，数据采集与控制系统9将锁相放大器输出的模拟信号经A/D转换后，由计算机10进行后续处理与分析，获得分析检查结果。

步骤(3)为本领域常规的技术，可参见以下文献的报道；

1、王敏，张玉钧，阐瑞峰.可调谐二极管激光吸收光谱二次谐波检测方法的研究。光学技术.2005,3

2、中华人民共和国国家标准.氨的测定-纳氏试剂比色法GB/T14668～93

3、公共场所空气中氨的测定方法GB/T18204.25～2000