[发明专利]一种气体检测吸收腔体内部温度和压力一体化控制装置

说明书

本发明公开一种气体检测吸收腔体内部温度和压力一体化控制装置。装置包括：气体检测吸收腔体、减压阀、电控比例阀、真空泵、压力传感器、热电偶、加热板和控制器；气体检测吸收腔体的进气管路上设置有电控比例阀和所述减压阀，气体检测吸收腔体的出气管路上设置有电控比例阀和真空泵，压力传感器与气体检测吸收腔体连接，两个电控比例阀和压力传感器分别与控制器连接；热电偶位于气体检测吸收腔体的内壁，热电偶与控制器连接，气体检测吸收腔体的外壁包裹有加热板，加热板与控制器连接。采用上述装置能够实现腔体内部温度和压力的精确控制，进而减小吸收腔体内部温度和压力的变化对检测结果的误差。

技术领域

本发明涉及气体检测领域，特别是涉及一种气体检测吸收腔体内部温度和压力一体化控制装置。

背景技术

众所周知，在使用激光吸收光谱气体测量领域中，系统的精确度、稳定性是衡量仪器性能的重要指标，除了受自身原理方法和技术的影响外，主要还受外界测量环境的影响。密闭高品质气体检测吸收腔体是系统高灵敏测量的重要组成部分，当腔体内部的温度、压强发生变化时，气体分子的吸收谱线线型和强度会随之发生改变，导致测量结果产生误差。以对碳13同位素(δ¹³C)为例：在24-30℃温度变化时，单位温度变化对δ¹³C值的变化影响约为15.07‰；在97.5-102.5kPa压力变化时，单位压力变化对δ¹³C值的变化影响约为0.41‰(参考文献：李相贤，等，CO₂及其碳同位素比值高精度检测研究，物理学报，2013，62(18)：180203。李相贤，等，基于傅里叶变换红外光谱法CO₂气体碳同位素比检测研究，物理学报，2013，62(3)：030202)。因此，常常采用的方法是需要对分子吸收线型、谱线强度与温度和压强间的关系做出标定，然后根据实际测量值对温度和压力进行算法上的修正，以期把环境因素的影响降至最低。但是，上述方法对腔体压力和温度变化较大且频繁的情况会产生较大的误差。并且，为了有效减少气体检测吸收腔体机械结构和镜片的形变几率，提高超高精密测量中光路的稳定性，亟需保证密闭高品质气体检测吸收腔体内部的温度和压强的稳定精确控制，这是保证系统长时间稳定性及减小环境因素影响的根本保障，也是激光吸收光谱技术检测系统长期稳定性控制的关键核心技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体检测吸收腔体内部温度和压力一体化控制装置，实现对气体检测吸收腔体内部温度和压力的精确控制。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种气体检测吸收腔体内部温度和压力一体化控制装置，所述装置包括：气体检测吸收腔体、减压阀、电控比例阀、真空泵、压力传感器、热电偶、加热板和控制器；所述气体检测吸收腔体的进气管路上设置有所述电控比例阀和所述减压阀，所述气体检测吸收腔体的出气管路上设置有所述电控比例阀和所述真空泵，所述压力传感器与所述气体检测吸收腔体连接，两个所述电控比例阀和所述压力传感器分别与所述控制器连接；所述热电偶位于所述气体检测吸收腔体的内壁，所述热电偶与所述控制器连接，所述气体检测吸收腔体的外壁包裹有所述加热板，所述加热板与所述控制器连接。

可选的，所述装置还包括隔热保温层，所述隔热保温层位于所述加热板的外侧。

可选的，所述热电偶的数量为三个，各所述热电偶分别位于所述气体检测吸收腔体内壁的两端和中部位置。

可选的，所述加热板的数量为三段，各所述加热板分别以三个所述热电偶中心位置缠绕。

可选的，所述装置包括加热板控制器，所述加热板控制器的一端与所述控制器连接，另一端与所述加热板连接。

可选的，所述装置还包括缠绕加热带，所述缠绕加热带位于所述气体检测吸收腔体的进气管路上。

可选的，所述控制器为内部采用模糊自适应比例积分微分循环控制算法的控制器。