[发明专利]用于测量溶解在液体中的气体的气体浓度的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量溶解在液体中的气体或气体混合物的气体浓度的方法。本发明还涉及一种用于测量溶解在液体中的气体或气体混合物的气体浓度的系统。

背景技术

气体浓度通常由基于非分散性IR技术(NDIR)的测量设备来测量。IR吸收多气体分析仪还能在若干个波段测量对气体样本的吸收量。通常，对于精确确定气体或气体混合物的浓度来讲，有必要对气体分析仪进行频繁的校准。

EP 1482301 B1教导了非分散性红外(NDIR)气体分析仪是基于吸收气体样本中的红外辐射。辐射源引导红外辐射光束穿过测量室到达辐射检测器。输出信号依赖于从气体样本中吸收辐射的强度。由光学带通滤波器非分散地选择用于测量的光学波段。放射源通常由电加热丝和辐射采集光学器件构成。通过测量室来供给待分析的气体混合物，由此，气体混合物被容纳在该腔室中以供分析。测量室可以是那种设置有在测量波长下透明的入口窗和出口窗以及用于样本气体的入口和出口的管状空间。当辐射经过测量室时，会被气体样本吸收。

US 5,646,729公开了一种单通道的气体浓度测量方法及设备。根据该方法，利用辐射源来产生测量信号，然后将测量信号引导至含有待测的气体混合物的测量对象处，然后利用至少两个通带波长来对测量信号进行带通滤波，并且由检测器来检测经滤波的测量信号。根据本发明，由单个静电调谐式短谐振法布里-珀罗干涉仪来实现带通滤波步骤。

US 4,500,207进一步描述了一种用于对例如大气的混合物中的可识别气体(例如碳氢化合物)的浓度进行非分散性光学测定的设备，其包括：用于容纳混合物样本的样本腔室，波长能被气体吸收且定向为从样本室射向检测器的IR辐射源，以及用于改变腔室内的气体压力以确定在不同压力下检测到的辐射强度的变化的传感器单元。

US 5,077,469描述了一种对非分散性红外气体分析仪进行补偿和校准的方法，该气体分析仪包括红外辐射源、测量路径、参考路径、调制器件和用于测量压力差的检测器，该方法包括以下步骤：首先在测量之前，促使测量成分中具有可变基础浓度的参考气体穿过参考分支和测量分支，并将检测器设置到零位置。将两个校准室设置在两条参考路径上，同时还使得参考气体贯穿这两个校准室，其中的一个校准室包括被测气体的具体浓度，而另一个校准室没有该被测气体。由于将校准室设置在参考路径和测量路径上，因此可调整由辐射变化引起的检测器的灵敏度和放大系数，由此可以将校准室移除，参考气体仍穿过参考室，而被测气体此时则流经测量室。

US 5,850,354公开了一种用于对NDIR气体分析仪进行校准的方法及设备。借助于处于受控状态的参考设备，对预备校准的设备进行校准。参考设备是经实验校准的NDIR测量设备，其处于基于经由预备校准的测量设备的测量室和经实验校准的测量设备的测量室而循环流动的环境空气下。由测量设备的控制装置将预备校准的测量设备的显示读数(或备选的，输出信号)分别调整为等于参考设备的显示读数(或输出信号)。

EP 0600711 A2教导了对适于光谱分析气态物质的系统进行现场校准的方法，该方法使用易获取的气体(例如，环境空气)，因此能够在不便使用纯化惰性气体和预先测量的校准气体混合物的情况下对该系统进行现场校准。在校准过程中，由系统在易获取气体的多种密度级下从该易获取气体中产生光谱。利用光谱的信息来设置该系统的工作参数。

US 5,369,278公开了一种利用基于光学吸收的NDIR技术来测量气体浓度的校准方法。将辐射施加到容置在与环境至少部分隔离的测量通道中的被测气体混合物上，测量通过气体传播的辐射的强度，根据测量的强度来计算气体浓度，为了校准测量设备，以可控的方式使气体状态变量偏离，由此改变了所传播的辐射浓度水平，并在气体状态变量的至少两个已知点处测量所传播辐射的强度，从而获得对所采用的测量设备进行校准的数据。通过对被测气体进行短时间(在该短时间内，被测气体的环境浓度不发生变化)加热来使气体状态变量发生偏离，由此使得，气体密度随着温度的升高而下降，而被测气体的分压基本维持恒定。

US 4,409,814教导了三种典型用于对悬浮在绝缘油中的气体进行抽取的抽取设备，即Toricelli真空型气体抽取设备、汞扩散泵与Toepler泵的组合型气体抽取设备，以及真空泵与移动阀的组合型气体抽取设备。在第三个类型(即真空泵与移动阀型气体抽取设备)中，首先通过真空泵使容器的内部(即气缸)维持在真空状态。在完全将气体抽取进气缸之后，通过操控移动阀来将气体引导至气体累积管中。通过切换与气缸相关联的、安装在气缸两侧的阀，仅能使移动阀(即，与气缸相连的活塞)移动一次。