[发明专利]一种自动对光长光程有毒有害气体监测系统及其监测方法

说明书

本发明提供一种自动对光长光程有毒有害气体监测系统，包含固定装置、凹面反射镜、平面反射镜、光源和隅角镜；固定装置、凹面反射镜、平面反射镜和光源分别设于底板上，凹面反射镜、平面反射镜、光源和隅角镜依次设置；底板连接调节系统，固定装置连接光纤，光纤的一端在固定装置上形成入射端面，光纤的另一端依次连接光谱仪和计算机处理系统，计算机处理系统连接调节系统；凹面反射镜的中心设有小孔，固定装置和凹面反射镜之间设有半透半反镜，半透半反镜的上方设有CCD成像装置，CCD成像装置连接计算机处理系统。本发明能够自动调整系统的工作状态，保证测量结果的准确性，提高系统工作的稳定性，使系统长期处于最佳的工作状态。

技术领域

本发明涉及大气监测技术领域，具体涉及一种自动对光长光程有毒有害气体监测系统及其监测方法。

背景技术

人类工业技术的进步，给日常生活带来极大便利，同时环境中各种污染物浓度的增加对人类健康，生态环境造成了严重影响。对大气中的污染物浓度进行连续实时监测逐渐成为一项重要课题。1979年，Platt等人首次提出了差分吸收光谱（DOAS）法用于同时对多种大气污染气体实时在线监测（Platt U, Pemer D. “Simultaneous measurements ofatmospheric CH2O, O3, NO2 by differential optical absorption”. Geophys Res,1979, 84:6329~6335）。DOAS方法将氙灯发出的紫外-可见光发射进入被测大气环境，通过反射单元反射，光线平行返回分析设备。由于大气中的特征污染气体在入射光波长范围内具有特征吸收，利用差分吸收算法，对接收到光线进行分析就可以确定大气中污染气体的种类和浓度。

在DOAS系统中，光的发射单元和接收单元可以合并成一个整体（John M C Plane,Chiar Fu Nien.“Differential optical absorption spectrometer for measuringatmospheric trace gases”. Rev Sci Instrum, 1992, 60(3):1867~1877），通过距离仪器一定距离的角反射镜将发射出去的光束原路反射回接收单元。这种DOAS方法监测大气污染有以下几大优点：可以同时监测多种污染气体、精度高、监测范围广等。但是，环境监测设备属于监测设备需要常年每日24小时工作，长时间监测过程中由于温度的变化，环境振动等因素，出射光经过长距离传播，不能准确入射远距离处的隅角镜，造成反射光光强大福减弱，而单纯通过光强变化无法知道光线偏离方向，这给自动对光调节带来极大困难，因此设备需要定期认为进行调节，以保证接受光强足够。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种自动对光长光程有毒有害气体监测系统，能够实时调整光纤光斑相对入射端面的位置，保证光纤接收的光强度最大，设备稳定性高；本发明还提供一种有毒有害气体的监测方法，监测结果的准确性高。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自动对光长光程有毒有害气体监测系统，包含固定装置、凹面反射镜、平面反射镜、光源和隅角镜；

所述固定装置、所述凹面反射镜、所述平面反射镜和所述光源分别设于底板上，所述凹面反射镜、所述平面反射镜、所述光源和所述隅角镜依次设置；

所述固定装置连接光纤，所述光纤的一端在所述固定装置上形成入射端面，所述光纤的另一端依次连接光谱仪和计算机处理系统；

所述底板连接调节系统，所述调节系统能够驱动所述底板水平和竖直移动，所述计算机处理系统连接所述调节系统；

所述凹面反射镜的中心设有小孔，所述凹面反射镜能够将所述光源发出的光平行反射；所述隅角镜能够将所述凹面反射镜平行反射的光反射，所述凹面反射镜将所述隅角镜反射的光聚焦反射；

所述平面反射镜能够将所述凹面反射镜聚焦反射的光反射到所述入射端面并形成光斑；