[发明专利]一种开放式气体分析仪器校准装置

说明书

本发明公开了一种用于开放式气体分析仪器校准装置，主要包括：气幕发生器、透光气池、气体传感器、流量控制器、工作台等五个部分。将所述装置通入标准气体，同时将气幕与压缩空气连接，并控制气幕喷气流量，气流阻断了标准气体的扩散，在装置中形成浓度均匀、尺寸稳定的气团。本发明可用于机动车尾气遥测仪、甲烷遥测仪等开放式气体分析仪器的计量检测。

技术领域

本发明涉及环境监测领域，尤其是大气污染气体快速监测仪器的计量检测。

背景技术

随着工业的发展，城市的环境污染问题越来越严重，大气污染更是主要问题。近年来，环境监测技术的不断进步，发展了VOCs（挥发性有机物）、甲烷、SO₂/SO₃、NH₃、SF₆、NO_X等多种污染物的遥测技术。开放式气体分析技术具有监测范围广、速度快、非接触、动态、实时等特点，可广泛应用于温室气体排放、危险气体远程监测、工业污染物排放、火灾现场燃烧产物危险性评估、机动车尾气的检测等领域，是大气污染监测的重要手段和发展方向。

目前，市场出现了激光甲烷遥测仪、手持式VOCs检测仪，遥测红外气体分析仪等开放式气体分析产品。这些产品的基本原理是，通过红外、激光或微波光源发射一定波长的电磁波，大气中污染物质对特定波长的电磁波具有吸收、散射、振动等作用，对特征光谱进行分析后可以得到污染物成分、浓度、透过率等信息。

国务院印发的《“十三五”生态环境保护规划》(国发(2016)65号)提出加快区域内机动车排污监控平台建设，重点治理重型柴油车和高排放车辆。发展改革委、环境保护部、科技部等十二部委联合发布文件的《加强“车、油、路”统筹，加快推进机动车污染综合防治方案》(发改环资[2014]2368号)明确要求：“2015年起，京津冀、长三角、珠三角等区域的地级及以上城市推行遥感检测法，将排放不达标车辆信息通过政府公共信息平台提供查询服务。”新发布的《HJ 845-2017 在用柴油车排气污染物测量方法及技术要求（遥感检测法）》对用于尾气监测的开放式气体分析系统的技术参数进行了明确要求。同时，《ANSI/ISA12.13.04-2007 Performance requirements for Open path combustible gasdetectors》等标准，对开放式气体探测器的技术参数进行了详细要求。

目前，开放式气体分析仪器校准装置主要有两种类型。一种是汽车尾气遥测仪专用检定装置（专利申请号CN201320223768.6），标准气体保存在不锈钢气池中，检测时气池两端自动弹开，汽车尾气遥测仪检测弹开瞬间气池中标准气体浓度。这种方法忽略了弹开瞬间标准气体向空气的扩散过程，气团形状、成分不稳定，需要尾气遥测仪利用燃烧方程计算扩散过程的初始浓度，不适用于其他开放式气体分析仪器的校准。另一种是用氟化钙玻璃制备的气池，虽然氟化钙玻璃对大部分波段具有良好的透过性，气池内气团成分均匀、形状稳定，但是对于TDLAS产生的近红外激光透过率通常在92%左右，即使在氟化钙玻璃上镀增透膜，特定波长的透过率也不超过98%，而且检测光通过气池时容易产生干涉，需要稳定的检测环境。因此，本发明利用气幕代替氟化钙玻璃，既能阻断标准气体向空气的扩散，形成成分均匀的气团，又能保证检测光线的强度，降低了成本，也可以广泛适用于各种开放式气体分析仪器的计量检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一个浓度稳定、形状规则的标准气团，用于开放式气体分析仪器的校准，同时不影响检测光强度。

本发明的具体设计方案如下：

一种开放式气体分析仪器校准装置包含气幕发生器、透光气池、气体传感器、流量控制器、工作台等五个部分。向气幕发生器中通入一定流量的洁净压缩空气，气幕发生器在透光气池两端形成气幕；通过流量控制器向透光气池中通入标准气体，气幕阻断了标准气体向空气的扩散过程，形成的气团形状固定、成分均匀稳定。检测光对气幕的透过性远高于氟化钙等材料，同时不会产生干涉等现象。

附图说明