[实用新型]大气NO3自由基浓度在线测量系统

权利要求书

1.一种大气NO₃自由基浓度在线测量系统，所述系统采用一对高反射率镜片构成光学谐振腔，包括光源控制器、光源、第一凸透镜、第二凸透镜、一对高反射率镜片、样品检测腔、光纤、光谱仪和零点发生器；所述光源控制器连接并控制光源；所述一对高反射率镜片中心同轴垂直对立放置从而形成光学谐振腔，光学谐振腔的两端分别设置入光口和出光口；光源和光学谐振腔之间放置第一凸透镜，第一凸透镜后端为光学谐振腔的入光口，在光学谐振腔的出光口后放置第二凸透镜；在第二凸透镜后安装光纤，光纤的另一端接入光谱仪；在光学谐振腔中间放置样品检测腔，样品检测腔设有进气口和出气口，进气口前端连接零点发生器；通过光源控制器控制光源发射连续宽带可见光，可见光通过第一凸透镜后形成平行光，平行光通过入光口进入光学谐振腔，并在光学谐振腔之间来回反射，一小部分光从出光口透射出去，透射光通过第二凸透镜汇聚并经过光纤通入至光谱仪，光谱仪对光强信号进行检测并采集保存，由此实现对大气NO₃浓度的在线测量。

2.如权利要求1所述大气NO₃自由基浓度在线测量系统，其特征在于：所述光纤为600um芯径的光纤。

3.如权利要求1所述大气NO₃自由基浓度在线测量系统，其特征在于：所述光源、第一凸透镜、第二凸透镜、一对高反射率镜片、样品检测腔和光纤的一端均固定在铝架上；所述第一凸透镜和一面高反射率镜片安装在第一不锈钢腔架上，另一面高反射率镜片和第二凸透镜安装在第二不锈钢腔架上，两个腔架均固定在铝架上；两个腔架中的第一凸透镜、第二凸透镜和一对高反射率镜片位置保持中心同轴且位置不可调节；第一不锈钢腔架前端安装光源调整架，第二不锈钢腔架后端安装光纤调整架，通过光纤连接光纤调整架和光谱仪；由此实现光源位置为三维可调；通过调整光源位置使得光线垂直通过入光口进入光学谐振腔内并和光学谐振腔同轴，在光学谐振腔内部形成多次反射。

4.如权利要求3所述大气NO₃自由基浓度在线测量系统，其特征在于：所述第一不锈钢腔架和第二不锈钢腔架之间分别通过不锈钢波纹管与所述样品检测腔相连接，连接点为O圈压紧密封；样品检测腔和不锈钢波纹管均为中空；样品检测腔和不锈钢波纹管均采用PFA材料内衬；样品检测腔的内径为10mm。

5.如权利要求1所述大气NO₃自由基浓度在线测量系统，其特征在于：所述一对高反射率镜片的反射率均大于99.99％，并定期分别测量样品检测腔内充满纯氮气和氦气时的光谱来准确标定反射率的大小。

6.如权利要求1所述大气NO₃自由基浓度在线测量系统，其特征在于：所述光源为高功率LED单色光光源，发射的光线光谱中心波长为660nm。

7.如权利要求1所述大气NO₃自由基浓度在线测量系统，其特征在于：所述样品检测腔的进气口前端通过一个1/4的四氟三通连接零点发生器；零点发生器可自动定时打开为零点模式或关闭为采样模式；所述样品检测腔的进气量为5.0L/min，采样时间分辨率设置为5s，零点发生器循环时间设置为5min，其中前20s为零点模式，NO的浓度为100ppm，流量为10mL/min；后4min40s为采样模式。

8.如权利要求1所述大气NO₃自由基浓度在线测量系统，其特征在于：所述光源控制器控制光源的温度稳定在±0.1摄氏度以内，并发射单波长的红光。

9.如权利要求1所述大气NO₃自由基浓度在线测量系统，其特征在于：所述光纤为600um芯径的光纤，所述光纤通过光纤调整架实现位置为三维可调。

10.如权利要求1所述大气NO₃自由基浓度在线测量系统，其特征在于：所述一对高反射率镜片的反射率均大于99.99％，并通过定期分别测量样品检测腔内充满纯氮气和氦气时的光谱来准确标定反射率的大小。