CN104655567A - 可自动校准的紫外气体分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动校准的紫外气体分析装置，包括气体测量系统和校准系统，气体测量系统包括紫外光源、测量气室和检测接收器，校准系统包括连接块、与连接块固连的校准气室块、用于驱动连接块和校准气室块沿直线往复移动的驱动装置和用于控制驱动装置工作的控制器；连接块上设置有通孔，校准气室块两侧设置有透光窗口，校准气室块内部充有已知浓度标准气并密封透光形成标准气室，当处于测量工作状态下，连接块的通孔置于测量气室和紫外光源的发光孔之间，当到校准周期时，控制器控制驱动装置工作带动校准气室块的透光窗口置于测量气室和紫外光源的发光孔之间进行信号校准。

Description

可自动校准的紫外气体分析装置

技术领域

本发明涉及精密仪器领域，特别涉及一种可自动校准的紫外气体分析装置。

背景技术

紫外气体分析仪中光源为氘灯或类似光源，仪器运行时随时间变化其光强度会逐渐减弱，同时仪器其他部分电器信号也有一定变化，此时需要定期通入已知浓度标准气对仪器信号进行校准，如果不及时校准仪器信号的偏差会影响使用者对该处测量值的误判，可能造成严重后果，因此必须对仪器在一定周期内进行校正，保证仪器测量的准确性。

现有技术中，多采用定时手动给仪器通入已知浓度气体，步骤是，仪器运行校准菜单，同时把测量气体管道关闭，接上标准气管路，打开标准气阀门，通入标准气，仪器测量值稳定后，对仪器进行修正标定；也有另外一种自动校正方法，即在仪器外部增加电磁阀件，阀件连接已知浓度标准气瓶，通过计算机定时控制阀件开关，通入标准气，实现仪器周期校正，此方法由一台测量仪器、样品气管道电磁阀、若干标准气瓶和标准气瓶上配有的一个手动气阀和电磁阀以及配套的管路组成，当仪器运行到校准周期时，仪器控制外部电磁阀关闭样品气电磁阀禁止样品气流入仪器，再开通对应标准气电磁阀，通入标准气，并延时测量，最后标定仪器后再关闭标准气电磁阀，重新打开样品气电磁阀通入样品气，恢复正常测量工作状态。

上述的手动模式需要有人现场操作，并要准备标准气体，校准不够便捷；而第二种使用外部电磁阀进行自动校准的方式，需要使用大量标准气，当标准气用完后可能造成仪器无法自动标定校准，同时，由于外部使用大量电磁阀增加了系统的不稳定性。

因此，需要对现有的紫外气体分析装置进行改进，使其不需要手动控制，降低人为干预，并且不需要使用大量标准气，也不需要控制大量电磁阀，降低校准成本，并增加整体系统校准的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可自动校准的紫外气体分析装置，其不需要手动控制，降低人为干预，并且不需要使用大量标准气，也不需要控制大量电磁阀，降低校准成本，并增加整体系统校准的稳定性。

本发明的可自动校准的紫外气体分析装置，包括气体测量系统和校准系统，所述气体测量系统包括紫外光源、测量气室和检测接收器，所述校准系统包括连接块、与连接块固连的校准气室块、用于驱动连接块和校准气室块沿直线往复移动的驱动装置和用于控制驱动装置工作的控制器；所述连接块上设置有通孔，所述校准气室块两侧设置有透光窗口，校准气室块内部充有已知浓度标准气并密封透光形成标准气室，当处于测量工作状态下，所述连接块的通孔置于测量气室和紫外光源的发光孔之间，当到校准周期时，所述控制器控制驱动装置工作带动所述校准气室块的透光窗口置于测量气室和紫外光源的发光孔之间进行信号校准。

进一步，校准系统还包括底座，所述底座上设置有滑轨，所述连接块和所述校准气室块的底部均设置有与所述滑轨滑动配合的滑块。

进一步，校准系统还包括用于控制移动量的限位组件，所述限位组件包括遮光片和光信号传感器，光信号传感器和遮光片一一对应设置两组，当遮光片移动入光信号传感器后，光信号传感器输出信号通知控制器控制驱动装置停止工作。

进一步，驱动装置包括驱动电机和齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构的齿轮圆周固定于驱动电机动力输出端，齿条设置在连接块上。

进一步，校准气室块内还设置有用于延长标准气室内光通路的全反射反光片，全反射反光片包括上片和下片，经校准气室块一侧透光窗口进入的光线依次反射经下片-上片-下片至另一侧透光窗口出。

本发明的有益效果：本发明的可自动校准的紫外气体分析装置，当在对气体分析到一段时间，到校准周期时，由控制器控制驱动装置运作带动连接块移动，同时与连接块连接的校准气室块跟随移动，移动校准气室块进入测量气室与紫外光源发光孔之间时控制器控制驱动装置停止工作，最终保证校准气室块准确移入光源发光孔与测量气室窗口之间，这时紫外光源所发出的光经过校准气室块的透光窗口进入校准气室块内，校准气室块内充有已知浓度的标准气，紫外光自校准气室块的另一侧透光窗口进入测量气室，最后进入检测接收器，最后通过控制器计算测得浓度进行标定校准仪器，完成后，控制器又发出指令控制驱动装置重新将连接块移入测量气室窗口与光源窗口之间位置，开始正常测量工作状态；本发明的连接块与校准气室块组合连接并可通过驱动装置驱动轮流置于测量气室窗口与紫外光源窗口之间，实现校准模式与正常测量模式交替切换，采用本发明的结构，不需要准备已知浓度标准气和必要的管道和阀件，此类仪器可以经设置定期校准周期，让仪器在固定时间自动运行校准程序，控制校准部件进入校准位置进行仪器校准，不需要人为干预，方便仪器使用，提高了仪器的可靠性，同时也节约了校准用的标准气，降低了使用成本，为用户节省了开支。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体结构侧视图；

图3为本发明中的校准气室块结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明整体结构示意图，图2为本发明整体结构侧视图，图3为本发明中的校准气室块结构示意图，如图所示：本实施例的可自动校准的紫外气体分析装置，包括气体测量系统和校准系统，所述气体测量系统包括紫外光源1、测量气室2和检测接收器3，所述校准系统包括连接块4、与连接块4固连的校准气室块5、用于驱动连接块4和校准气室块5沿直线往复移动的驱动装置和用于控制驱动装置工作的控制器；所述连接块4上设置有通孔41，所述校准气室块5两侧设置有透光窗口51和透光窗口52，校准气室块5内部充有已知浓度标准气并密封透光形成标准气室，当处于测量工作状态下，所述连接块4的通孔41置于测量气室2和紫外光源1的发光孔之间，当到校准周期时，所述控制器控制驱动装置工作带动所述校准气室块5的透光窗口置于测量气室2和紫外光源1的发光孔之间进行信号校准；本实施例中，连接块4自带通孔，校准气室块5与连接块4固定组合在一起，当驱动装置驱动连接块4时，校准气室块5跟随移动，另外，校准气室块5上设置有通气孔16两个，通过通气孔充有已知浓度标准气，该充气过程在生产该校准气室块5时已经完成，仪器使用时不需要再充气，通气孔为完全密封，当在校准模式下，控制器控制驱动装置工作，带动校准气室块5准确进入紫外光源1发光孔与测量气室2窗口之间，光通过校准气室块5然后进入测量气室2，最后进入检测接收器3，最后再通过控制器计算测得浓度进行标定校准仪器，完成后，控制器又发出指令控制驱动装置重新将连接块4移入测量气室2窗口与光源窗口之间位置，并准确控制移动量，开始正常测量工作状态，整个校准过程完毕。

本实施例中，校准系统还包括底座6，所述底座6上设置有滑轨7，所述连接块4和所述校准气室块5的底部均设置有与所述滑轨7滑动配合的滑块8；在驱动装置驱动连接块4移动上，校准气室块5与连接块4一同沿滑轨7直线往复运动。

本实施例中，校准系统还包括用于控制移动量的限位组件，所述限位组件包括遮光片和光信号传感器，光信号传感器和遮光片一一对应设置两组，当遮光片移动入光信号传感器后，光信号传感器输出信号通知控制器控制驱动装置停止工作；其中，连接块4的前侧设置一个遮光片9，校准气室块5的后侧设置一个遮光片9a，以连接块4通孔移动远离紫外光源1的方向为前，底座6的两端各设置一个光信号传感器(图中为光信号传感器10和光信号传感器10a)，当对应遮光片移动遮挡对应光信号传感器时，输出信号通知控制器控制驱动装置停止工作，光信号传感器可为光电传感器，当连接块4上遮光片9移动至底座6前端光信号传感器10的距离为校准气室块5的透光窗口移动准确进入测量气室2窗口与紫外光源1发光孔之间的距离，当校准气室块5上遮光片9a移动至底座6后端光信号传感器10a距离为连接块4的通孔准确位于测量气室2窗口与紫外光源1发光孔之间的距离。

本实施例中，驱动装置包括驱动电机11和齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构的齿轮12圆周固定于驱动电机动力输出端，齿条13设置在连接块4上；其中齿条与连接块4一体成型，结构简单，易于实现。

本实施例中，校准气室块5内还设置有用于延长标准气室内光通路的全反射反光片，全反射反光片包括上片14和下片15，经校准气室块5一侧透光窗口51进入的光线依次反射经下片-上片-下片至另一侧透光窗口52射出；其中，上片和下片分别设置在校准气室块5内部上下两侧，下片对应透光窗口位置设置，上片和下片均为折角向下的折线状，如图所示，在校准气室块5进入校准模式下，紫外光源1的光线经一侧透光窗口进入，在下片上完成第一次反射至上片，在上片两侧半体上完成一次反射后，再反射至下片，经下片再次反射后自校准气室块5的另一侧透光窗口进入测量气室2，紫外光在校准气室内部多次反射，增加了紫外光在校准气室内光路长度，加强了标准气体吸收，增加了吸收量，从而便于校准计算，保证了校准仪器的精度；另外，全反射反光片为氟化钙材料制成，可保证紫外光的通过能力。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种可自动校准的紫外气体分析装置，其特征在于：包括气体测量系统和校准系统，所述气体测量系统包括紫外光源、测量气室和检测接收器，所述校准系统包括连接块、与连接块固连的校准气室块、用于驱动连接块和校准气室块沿直线往复移动的驱动装置和用于控制驱动装置工作的控制器；所述连接块上设置有通孔，所述校准气室块两侧设置有透光窗口，校准气室块内部充有已知浓度标准气并密封透光形成标准气室，当处于测量工作状态下，所述连接块的通孔置于测量气室和紫外光源的发光孔之间，当到校准周期时，所述控制器控制驱动装置工作带动所述校准气室块的透光窗口置于测量气室和紫外光源的发光孔之间进行信号校准。

2.根据权利要求1所述的可自动校准的紫外气体分析装置，其特征在于：所述校准系统还包括底座，所述底座上设置有滑轨，所述连接块和所述校准气室块的底部均设置有与所述滑轨滑动配合的滑块。

3.根据权利要求2所述的可自动校准的紫外气体分析装置，其特征在于：所述校准系统还包括用于控制移动量的限位组件，所述限位组件包括遮光片和光信号传感器，光信号传感器和遮光片一一对应设置两组，当遮光片移动入光信号传感器后，光信号传感器输出信号通知控制器控制驱动装置停止工作。

4.根据权利要求3所述的可自动校准的紫外气体分析装置，其特征在于：所述驱动装置包括驱动电机和齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构的齿轮圆周固定于驱动电机动力输出端，齿条设置在连接块上。

5.根据权利要求1-4任一权利所述的可自动校准的紫外气体分析装置，其特征在于：所述校准气室块内还设置有用于延长标准气室内光通路的全反射反光片，全反射反光片包括上片和下片，经校准气室块一侧透光窗口进入的光线依次反射经下片-上片-下片至另一侧透光窗口出。