[实用新型]非分散红外长光程测量池联用测量气体系统

说明书

本实用新型属于低浓度气体测量领域，涉及一种非分散红外长光程测量池联用测量气体系统，包括非分散红外测量装置和长光程测量池，其特征在于：所述非分散红外测量装置的光源采用宽波长范围的光源，调制辐射红外光通过长光程测量池进入多通道热释电检测器，多通道热释电检测器前设置不同波长的窄带滤光片；所述长光程测量池包括曲率半径相同的三个凹面镜，光线的传播路径：由凹面镜A的下端进入气室后，在A、B、C三个凹面镜之间反射多次后离开长光程测量池。本实用新型大大简化了探测系统，减小了系统体积，降低了成本。适用于高精度测量的气体分析仪器，有效提升气体吸收，这对进行高灵敏度和选择性的气体检测的应用提供了一种新的方式。

技术领域

本实用新型涉及到非分散红外测量技术(Non-Dispersive InfraRed，简称为NDIR)与长光程测量池(MPC)联用测量气体系统，属于低浓度气体测量领域。

背景技术

非分散红外吸收法，简称“非分散红外法”一种红外吸收分析方法。利用物质能吸收特定波长的红外辐射而产生热效应变化,将这种变化转化为可测量的电流信号,以此测定该物质的含量。操作简单、快速。常用于分析对红外辐射有较强吸收的气态物质,如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氨等。测定空气中一氧化碳、水中总有机碳的非分散红外法被列入国家标准分析方法。

虽然光学测量方法具有测量范围广、速度快、准确度和精度高等优点，但传统的光学测量污染气体的方法只是单程光散射和直接吸收，而通常受仪器空间尺寸的限制，光和样品的作用距离较短，导致测量灵敏度较低。然而，污染气体浓度为痕量，所以小尺寸的单光程检测手段不适合大气污染组分测量。

因此，要解决此问题就需要采用多次反射的长光程技术。另外，随着气体测量技术的发展，很多领域对测量仪器的要求越来越高，可便携式，小型化和集成化成为目前主要的发展趋势。通过光学长光程吸收池在有限的体积内实现多次反射，可以实现可便携式和小型化。根据Lambert-beer定律，透射光强与有效光程成正相关，提高探测灵敏的最直接、最简单、最明显的方法就是增加有效光程。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对上述状况而提出的一种非分散红外长光程测量池联用测量气体系统，实现对工业环境产生的有害气体的低浓度监测。

本实用新型的主要技术方案：非分散红外长光程测量池联用测量气体系统，包括非分散红外测量装置和长光程测量池，其特征在于：所述非分散红外测量装置的光源采用宽波长范围的光源，调制辐射红外光通过长光程测量池进入多通道热释电检测器，多通道热释电检测器前设置不同波长的窄带滤光片；所述长光程测量池包括曲率半径相同的三个凹面镜，光线的传播路径：由凹面镜 A 的下端进入气室后，在 A、B、C三个凹面镜之间反射多次后离开长光程测量池。

优选地，所述多通道热释电检测器包括利用温差点效用制成的测辐射热电偶或热电堆检测器、利用物体体电阻对温度的敏感性支撑的测辐射热敏电阻检测器、以热电晶体的热释电效应为根据的热释电检测器。

优选地，所述长光程测量池物理基长16cm，光经三个凹面镜来回反射8次后，有效光程5 m。

本实用新型系统中的非分散红外测量装置，采用的是宽波长范围的光源，使用窄带滤光片放置检测器前，通过对比检测信号和参比信号，得出被测气体吸收了多少红外光从而得出浓度。同时可以通过使用不同波长的窄带滤光片用来测量多组分的气体，大大节省了装置费用。

本实用新型系统中的长光程测量池根据基本光学原理，通过改变入射光的角度来改变光线的反射次数，进而增加光线的传播距离。通过调节反射镜的安装位置并选取适合的曲率半径，测量池的有效总光程可以从几米到几十米，能够完成吸收强度比较弱的气体检测，也可以用来检测低浓度的气体。大大简化了探测系统，减小了系统体积，降低了成本。