[发明专利]一种含砷金精矿焙烧炉内氧气浓度的激光原位检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及借助于测定材料的化学或物理性质来测试材料，具体涉及利用激光光谱检测气体浓度。

背景技术

含砷金精矿石在高温焙烧冶炼时，如果焙烧炉内含氧不足，含砷金精矿石中的砷以三氧化二砷的气态形式挥发，而含氧不足，含砷金精矿石中的砷则以五氧化二砷的固态形式存在，五氧化二砷与烧渣中的三氧化二铁，氧化铅等生成难挥发的砷酸盐，会造成黄金的二次包裹，降低黄金的产出量。因此需要在焙烧冶炼时严格检测炉内的氧气浓度。

现有氧气浓度的检测系统主要有：采用抽取式测量装置的检测系统、采用氧化锆探测器的检测系统以及激光吸收光谱原位检测系统。采用抽取式测量装置的检测系统在检测时，抽取的样品容易受吸附、其他物质污染或人为等因素影响，检测精度不高，且不能实时反映焙烧时氧气浓度的变化；采用氧化锆探测器的检测系统的探测器寿命短，而且容易受灰尘、温度等因素影响，检测精度不高，也不能实时反映焙烧时氧气浓度的变化。

激光吸收光谱原位检测系统是一种高级的检测技术，它采用半导体激光器发射调制激光通过待测气体，根据激光强度与待测气体浓度的关系分析计算待测气体浓度，该系统相比于采用抽取式测量装置的检测系统和采用氧化锆探测器的检测系统，具有检测精度更高，响应速度更快的优点。但是现有的激光吸收光谱原位检测系统发射的调制激光束分为连续波或脉冲波两种，在处理燃烧环境下背景辐射的影响较为复杂，容易造成检测误差；另外，由于高温条件下氧气吸收谱线为Voigt线型，而这种线型是高斯线型和洛仑兹线型的卷积形式，只能采用数值计算方法得到其近似解，而现有计算方法采用高斯-埃尔米特积分来进行吸光度Voigt线型拟合，其计算方法如下：

由于，高温条件下氧气吸收谱线为Voigt线型，如下式(1)所示：

φ(n)=2γGln2πYπV(X,Y)---(1)]]>

式(1)中，V(X,Y)为Voigt函数，满足(2)式：

V(X,Y)=Yπ∫-∞+∞exp(-z2)Y2+(X-z)2dz]]>