CN107064024A - 一种在光谱吸收法测量气体浓度时能改善检测精度的气室 - Google Patents

一种在光谱吸收法测量气体浓度时能改善检测精度的气室 Download PDF

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Abstract

一种在光谱吸收法测量气体浓度时能改善检测精度的气室，属光谱吸收法气体浓度检测技术领域，由两个嵌套的金属壳体构成，两壳体间的夹层构成间隙，由两对称于轴心的隔板把夹层间隙分成进气和出气隔离室；在进气隔离室位于外壳体上带有进气孔，在出气隔离室位于外壳体上带有出气孔，进气和出气隔离室位于内壳体上均匀分布多个小孔洞使其成筛型，内壳体中间是吸收池，两金属壳体的上下底由圆板形密闭底板封装，两上下密闭底板中心处分别带有激光进口和激光出口。该结构降低当进气流速比较大情况下对于气室中准直器等部件的影响能力，增大了气体交换的面积，从而能够缩短吸收池内气体交换的时间，提高气室内气体浓度变化的实时性。

Description

一种在光谱吸收法测量气体浓度时能改善检测精度的气室
技术领域
本发明涉及一种在光谱吸收法测量气体浓度时能改善检测精度的气室，属于光谱吸收法气体检测技术领域。
背景技术
现如今对于检测微量水蒸气最有效的方法是二次谐波法，而在光谱吸收法谐波气体检测中，通过对经过待测气体已产生吸收的信号光的强度的分析从而得到被检测气体的浓度。
现有的针对吸收型光纤气体传感气室设计的研究中，主要都是针对气室内光路结构的优化，包括使用单光路吸收气室，多光路吸收气室，新型多光路吸收气室，各种折返式结构等，这个在武婧《吸收型光纤气体传感器气室设计概况》，中国高新技术企业，2009年第11期，P18-P19中做过详细的阐述；另外还有包括使用分离的双光路结构进行气体检测的，发明专利号：200910021875.9，一种光谱吸收型气体测量气室及其提高气体扩散速度的方法，发明人：丁晖，梁建奇等中做出了阐述。
但是在这些研究中都是针对光路进行的改进，并没有对于气体进出气室的结构有过透彻的研究和对气室结构有过改进。在现有的传统气室结构中，气体直接从圆柱形气室的一个圆面上的进气孔进入，并从另一个圆面上的出气孔出气。这种样式的虽然结构简单，加工方便，但当需要进行高精度检测时就会存在一定的不足之处。一、因为圆柱结构存在着死角，不利于气体的充分交换，当进行极低浓度气体检测时，需要较长的时间才能使气室内气体得到充分的交换从而达到固定的浓度。二、因为激光的入射装置，以及接收装置跟气体的进出气孔在同一个平面的相近位置上，所以到进气流速较大时，可能对光学元件产生一定的扰动，使接收到的光强发生变化，产生了一定的光学噪声，从而影响了整体的检测精度。
因此，迫切需要设计一种新型的气室结构来有效地改善上述所出现到的问题。
发明内容
为了克服现有结构上的缺陷和不足，本发明提出了一种在光谱吸收法测量气体浓度时能改善检测精度的气室，从而能够降低气体流速对检测的影响，有效的降低对检测精度的干扰。
本发明的技术方案如下：
一种在光谱吸收法测量气体浓度时能改善检测精度的气室，主要由两个嵌套的同心的圆筒型金属壳体构成，两壳体之间的夹层构成间隙，由两块对称于轴心的隔板把夹层间的间隙分隔成对称的两部分即进气隔离室和出气隔离室；在进气隔离室位于外壳体上带有进气孔，在出气隔离室位于外壳体上带有出气孔，进气隔离室位于内壳体上和出气隔离室位于内壳体上均匀分布多个小孔洞,从而使其构成筛型结构，以便于进入气室的气体进行气体交换；内壳体中间是吸收池，两金属壳体的上下底由圆板形密闭底板封装，两上下密闭底板中心处分别带有激光进口和激光出口。
本发明的气室在使用时，可将待测气体通过管道接到进气孔进入气室，再经出气孔连接管道将待测气体引出以形成气路通道；探测所使用的激光通过固定在激光进口上的光纤进入，激光出口处固定光学准直器以接收经过气室吸收池的激光。气体进入的顺序分别经过进气孔、进气隔离室、带有均匀分布多个小孔洞的内壳体、吸收池，带有均匀分布多个小孔洞的内壳体、出气隔离室，出气孔七个部分。
本发明的气室结构同传统的气室相比因为采用了具有隔离室的缓冲层，气体进入气室的吸收池前，先经过进气隔离层，然后通过筛型内壳体上分布的小孔进入检测的吸收池；因为原来较大流速的气体进入隔离气室以后，再透过筛型内壳体上分布的一系列小孔进气，分流以后每个小孔的进气流量就会小很多，而且因为小孔呈半包型分布在吸收池外，进气也就更加的匀称；这样即避免了气体直接进入气室，特别是到进气流速较大时对光学元件造成的扰动。又能够很好的保证整个吸收池内气体的交换和流通效率。同时为了防止气体在还未进入吸收池前，通过隔离层直接从出气孔出去，因此又设置了两隔板将两壳体之间的夹层间隙分成对称的两个即进气隔离室和出气隔离室，以保证进入的待测气体是沿着进气孔、进气隔离室、带有均匀分布多个小孔洞的内壳体、吸收池，带有均匀分布多个小孔洞的内壳体、出气隔离室，出气孔的顺序，进行充分的光学吸收和气体的交换。
本发明气室的有益效果是：该结构降低当进气流速比较大情况下对于气室中准直器等部件的影响能力，增大了气体交换的面积，从而能够缩短吸收池内气体交换的时间，提高气室内气体浓度变化的实时性。
附图说明
图1是本发明的外部结构示意图；
图2是本发明的切面结构图示意图。
其中：1、进气孔，2、出气孔，3、进气隔离室，4、外壳体，5、吸收池，6、内壳体，7、出气隔离室，8、隔板,9、上密闭底板，10、下密闭底板、11、激光进口，12、激光出口，13、小孔洞。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。
实施例：
如附图1、2所示，一种在光谱吸收法测量气体浓度时能改善检测精度的气室，主要由两个嵌套的同心的圆筒型金属壳体4和6构成，两壳体4和6之间的夹层构成间隙，由两块对称于轴心的隔板8把夹层间的间隙分隔成对称的两部分即进气隔离室3和出气隔离室7；在进气隔离室3位于外壳体4上带有进气孔1，在出气隔离室7位于外壳体4上带有出气孔2，进气隔离室3位于内壳体6上和出气隔离室7位于内壳体6上均匀分布多个小孔洞13,从而使其构成筛型结构，以便于进入气室的气体进行气体交换；内壳体4中间是吸收池5，两金属壳体4和6的上下底由圆板形密闭底板9和10封装，两上下密闭底板9和10中心处分别带有激光进口11和激光出口12。

Claims (1)

1.一种在光谱吸收法测量气体浓度时能改善检测精度的气室，主要由两个嵌套的同心的圆筒型金属壳体构成，两壳体之间的夹层构成间隙，由两块对称于轴心的隔板把夹层间的间隙分隔成对称的两部分即进气隔离室和出气隔离室；在进气隔离室位于外壳体上带有进气孔，在出气隔离室位于外壳体上带有出气孔，进气隔离室位于内壳体上和出气隔离室位于内壳体上均匀分布多个小孔洞,从而使其构成筛型结构，以便于进入气室的气体进行气体交换；内壳体中间是吸收池，两金属壳体的上下底由圆板形密闭底板封装，两上下密闭底板中心处分别带有激光进口和激光出口。
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