[发明专利]一种气体光谱分析仪

说明书

本发明公开了一种气体光谱分析仪，包括紫外光源、透镜组、紫外多次反射池、自动校准池、紫外光纤、光纤光谱仪和传输控制单元；所述紫外光源、透镜组、紫外反射池以及自动校准池构成独特的紫外光谱探测结构；所述紫外光源依次经过透镜组、紫外多次反射池、自动校准池、紫外光纤和光纤光谱仪的扩束、多次反射、校准、传输和光纤光谱分析，得到气体光谱分析结果；所述的传输控住单元与光纤光谱仪通信，实现气体数据采集，分析，处理和上传。本发明使用小型紫外多次反射池极大的拓展了测量光程，实现了在保证测量结果高精度条件下的设备小型化，同时实现了光程范围内的线式测量，使得测量结果更具代表性，更可靠；采用多组份DOAS滤波算法，解决紫外波段环境及多组份交叉干扰问题，提高监测精度和准确度。

技术领域

本发明属于光谱分析和气体监测技术领域，具体涉及一种气体光谱分析仪。

背景技术

随着工业及交通运输等事业的迅速发展，特别是煤和石油的大量使用，产生了大量有害物质，如烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等。这些有害物质持续不断地排放到大气中，当其含量超过环境所能允许的极限并持续一定时间后，就会改变大气，特别是空气的正常组成，破坏自然的物理、化学和生态平衡体系，从而危害人们的生活、工作和健康，损害自然资源及财产、器物等，这种情况即被称为大气污染或空气污染。大气环境是人类赖以生存和发展的必要条件，保护和改善大气环境质量对于促进人类社会、经济的发展以及保障人体健康都具有十分重要的意义，而对大气环境的保护与监督有赖于大气环境监测。

常用的污染源现场监测方法可以分为光学法和非光学法。光学方法包括紫外、红外光度法以及光谱分析法，非光学法主要有电化学法、色谱、质谱等。对于现场化工园区仪器，电化学法气体传感器体积小，可应用于便携现场测量，但其缺点是针对每种气体需要配置相应的气体传感器，只能进行当前位置的点式测量，并且寿命短，容易“中毒”导致测量失灵；色谱法对多组分化合物具有高效分离性，质谱法具有优越的结构鉴别和灵敏、准确的定量能力，但其时间分辨率较低、成本高、操作复杂，不宜于便携现场实时测量。国内开发的化工园区现场监测多是采用电化学法，相对于传统的电化学与气相色谱方法，光学方法具有快速，简单，准确的优点，其中紫外光谱法还具有可以同时测量多种气体组份、探测器件体积小等优点，是目前的发展趋势。而现有的光学监测仪器体积较大，或精度较低，不适合于监督性监测要求的化工园区需求，尚没有基于紫外吸收光谱技术的小型化高精度的在线气体监测产品。

差分吸收光谱法(DOAS)主要是利用吸收分子在紫外到可见光段的特征吸收来研究大气层的痕量气体成分。差分吸收光谱技术是利用空气中气体分子的窄带吸收特性来鉴别气体成分，并根据窄带吸收强度来推演气体的浓度，因此差分吸收光谱方法具有一些传统检测方法所无法比拟的优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种气体光谱分析仪，解决了现有的光学检测仪体积与精度不能兼容的问题，实现了体积小，精度高，安装方便，操作简单的现场实时测量。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种气体光谱分析仪，包括紫外光源、透镜组、小型紫外多次反射池、自动校准池、紫外光纤、光纤光谱仪和传输控制单元；

所述紫外光源、透镜组、小型紫外反射池以及自动校准池构成独特的紫外光谱探测结构；

所述紫外光源依次经过透镜组、小型紫外多次反射池、自动校准池、紫外光纤和光纤光谱仪；

所述紫外光源依次经过透镜组、小型紫外多次反射池、自动校准池、紫外光纤和光纤光谱仪的扩束、多次反射、校准、传输和光纤光谱分析，得到气体光谱分析结果；

所述的传输控住单元与光纤光谱仪通信，实现气体数据采集，分析，处理和上传。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：