[实用新型]基于光腔衰荡技术的空气中气体监测装置

说明书

基于光腔衰荡技术的空气中气体监测装置，包括一级过滤器、二级过滤器、三级过滤器、真空泵、衰荡腔、激光器、主控制单元、激光控制单元和波长校准单元；一级过滤器、二级过滤器、三级过滤器依次连接，形成过滤通道；三级过滤器出气端连接真空泵进气端，真空泵出气端连接衰荡腔的进气端；衰荡腔的出气端设置针阀；衰荡腔一侧设置有用于检测光信号的探测器；探测器与主控制单元信号传递连接；主控制单元控制连接激光控制单元，激光控制单元控制连接激光器；激光控制单元控制连接波长校准单元，波长校准单元控制连接激光器。本实用新型，解决了现有空气中气体的检测技术精度不高，解决了光腔衰荡光谱技术的装置无法监测空气中气体的问题。

技术领域

本实用新型涉及气体浓度检测领域，尤其涉及基于光腔衰荡技术的空气中气体监测装置。

背景技术

随着社会工业化和城市化进程的发展，人类在生产和生活过程中产生的大量废气烟尘等排入大气，严重影响了大气环境的质量。在人口稠密的城市和工业地区，工业废气、燃烧废气、汽车尾气等已成为城市空气污染的“罪魁祸首”，特别是这些气体中的微量有毒有害成分，严重影响了人类的生活质量和身体健康。因此在社会高速发展时期，对大气检测的要求也越来越高，大气质量监测已成为环境监测的重要内容之一。

在各种工农业过程中，类似的微量气体检测也是必要的。如脱硝工艺中氨的监测，这种对原料气的监测和控制，可以提高生产效率减小生产成本；如通过监测大棚内CO2含量来控制不同肥料的添加。如在半导体产业，通过控制和监测AMC来提高制程良率。以脱硝工艺中氨的监测为例，传统的烟气中氨测量方式有稀释取样法、激光原位测量法、激光抽取式测量等。

稀释采样法存在工序多、有浓度损失、无参考，测量值不可考证等缺点，而且设备较为庞大，不适合搬动。激光原位测量方法容易受到烟尘的影响，当烟尘过大，激光无法穿透，无法读出测量值；同时该种方法容易受到烟尘污染，但是维护周期长，维护费用高，维护所需技术含量高，导致无法及时维护。测量过程中的数值无法验证，测量值的准确性有待考证。抽取式激光测量法则必须采用高温抽取法，一般采用传输线230℃以上高温复合电伴热管缆，并不方便，而且会在抽取时导致浓度损失，测量精度不高。现检测氨气大部分使用该种技术。

光腔衰荡光谱技术(简称CRDS技术)，是近几年来迅速发展起来的一种高灵敏度的吸收光谱检测技术。经过十多年发展，已成为分析各种微量或痕量物质强有力的工具。该技术与传统吸收光谱检测方法有着本质的区别：CRDS技术测量光在衰荡腔中的衰荡时间，该时间仅与衰荡腔反射镜的反射率和衰荡腔内介质的吸收有关，而与入射光强的大小无关，因此，测量结果不受脉冲激光涨落的影响，具有灵敏度高、信噪比高、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于生物、化学、物理及地球和环境科学研究中。

但在国内CRDS技术尚未被用于空气中气体的监测，仅仅被用于气体中痕量物质的监测。因为CRDS技术需要使用超高反射率的高反镜来实现超长的有效吸收路径，但空气中的颗粒物一旦进入衰荡腔内就会附着到高反镜上，造成高反镜的污染，从而使得无法进行测量。

实用新型内容

(一)实用新型目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出基于光腔衰荡技术的空气中气体监测装置，解决了现有空气中气体的检测技术精度不高，解决了光腔衰荡光谱技术的装置无法监测空气中气体的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型提出了基于光腔衰荡技术的空气中气体监测装置，包括一级过滤器、二级过滤器、三级过滤器、真空泵、衰荡腔、激光器、主控制单元、激光控制单元和波长校准单元；

一级过滤器、二级过滤器、三级过滤器依次连接，形成过滤通道；三级过滤器出气端连接真空泵进气端，真空泵出气端连接衰荡腔的进气端；衰荡腔的出气端设置针阀；衰荡腔一侧设置有用于检测光信号的探测器；探测器与主控制单元信号传递连接；