[实用新型]一种用于通量测量的甲烷浓度分析仪

说明书

本实用新型公开了一种用于通量测量的甲烷浓度分析仪，包括发射接收端外壳和反射端外壳，发射接收端外壳和反射端外壳之间通过支撑杆连接，发射接收端外壳内顶部设置球面反射镜一，反射端外壳内底部设置球面反射镜二，球面反射镜一和球面反射镜二位置正对，球面反射镜一和球面反射镜二的表面均设置光学玻璃窗口，球面反射镜一底部开设透光孔；发射接收端外壳内设置ICL激光器、准直透镜、光电探测器、减速电机和电路板，ICL激光器和准直透镜位于发射光程上，光电探测器位于接收光程上；发射接收端外壳顶部设置清洁刷和喷淋嘴。本实用新型所公开的甲烷浓度分析仪体积小，测量精度高，可自动清洁光学玻璃窗口，延长设备的维护周期，提高环境适用性。

技术领域

本实用新型涉及一种用于通量测量的甲烷浓度分析仪。

背景技术

甲烷是一种重要的温室气体，大气中甲烷的含量虽然远低于二氧化碳，但是由于甲烷气体红外吸收能力强，由甲烷引起的温室效应约占全球总温室效应的15％-20％。随着高频响应的CH₄浓度分析仪的出现，基于涡度相关法的CH₄通量长期连续观测研究在国际上日渐增加，可以测量农田、沼泽、湿地、森林等生态系统的甲烷排放情况。甲烷涡度相关系统采用涡度协方差方法原位测量CH₄通量，分为开路式涡度相关系统和闭路式涡度相关系统，开路式涡度相关系统测量频率高，基本测量原理符合大气湍流运动特性，在甲烷通量测量领域得到了广泛的应用。

现有的用于通量测量的甲烷浓度分析仪存在如下问题：

(1)外形尺寸大：

现有用于通量测量的甲烷浓度分析仪是采用近红外1.654μm波段的激光器作为光源，在该波段甲烷气体吸收线吸收强度较大，可以应用于煤矿、石油石化等行业。然而自然界中甲烷含量较低，一般在2ppm附近，采用近红外波段1.654μm甲烷吸收线进行甲烷通量测量时，需要采取措施大幅度增加吸收路径的长度，才可满足甲烷通量测量的要求。如目前被广泛采用的美国LI-COR公司的LI-7700甲烷浓度分析仪，物理光程0.5米，采用Herriott气体吸收池多次反射后总光程30米，可以实现自然环境中甲烷气体浓度的高精度测量，然而设备高度近1米，采用这种测量方式的设备尺寸过大，不利于设备的小型化。

(2)光学玻璃窗口污染问题：

用于通量测量的甲烷浓度分析仪，需要长期在恶劣的野外环境下工作，粉尘、降雨等会产生光学玻璃窗口污染，进而影响设备的正常工作，采用工作人员定期清理光学玻璃窗口的方式费时费力，严重影响设备的长期工作稳定性。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于通量测量的甲烷浓度分析仪，以达到体积小，测量精度高，可自动清洁光学玻璃窗口，延长设备的维护周期，提高环境适用性的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种用于通量测量的甲烷浓度分析仪，包括发射接收端外壳和反射端外壳，所述发射接收端外壳和反射端外壳之间通过支撑杆连接，所述发射接收端外壳内顶部设置球面反射镜一，所述反射端外壳内底部设置球面反射镜二，所述球面反射镜一和球面反射镜二位置正对，所述球面反射镜一和球面反射镜二的表面均设置光学玻璃窗口，所述球面反射镜一底部开设透光孔；所述发射接收端外壳内设置ICL激光器、准直透镜、光电探测器、减速电机和电路板，所述ICL激光器和准直透镜位于发射光程上，所述光电探测器位于接收光程上；所述发射接收端外壳顶部设置用于清洗光学玻璃窗口的清洁刷和喷淋嘴。

上述方案中，所述清洁刷贴紧设置于光学玻璃窗口的上表面，清洁刷一端通过转轴铰接于发射接收端外壳顶部，且所述转轴与所述减速电机连接。

上述方案中，所述喷淋嘴通过软管连接储水罐，所述软管上设置水泵和电磁阀。

上述方案中，所述ICL激光器、光电探测器、水泵、电磁阀和减速电机均与所述电路板电连接。