CN111077083A - 一种变量程气相分子吸收池系统及吸收光谱仪 - Google Patents

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刘剑萍
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Abstract

本发明涉及一种变量程气相分子吸收池系统及吸收光谱仪，该吸收池系统是由多个吸光池构建形成的吸光池组，多个吸光池通过管路进行连接，并在管路中设置换向阀及配套管路，实现待检气体进入不同的吸光池，形成不同的光程路径，与现有技术相比，本发明可应用于不同浓度的样品测定，防止吸光度过高引起的测量信号饱和与吸光度值过度引起的测定结果准确度和稳定度差的情况，不同吸光度可通过换向阀的控制实现自动光程匹配，减少用户稀释、浓缩样品的前处理工作，可替代传统手工更换吸光池的工作。

Description

一种变量程气相分子吸收池系统及吸收光谱仪
技术领域
本发明涉及检测仪器领域，具体涉及一种变量程气相分子吸收池系统及吸收光谱仪。
背景技术
现有气相分子吸收光谱仪在待测气体检测时，会将待测气体通入一根石英吸收池中，光线透过吸收池，根据朗伯比尔定律测定其吸光度从而得到样品浓度。
由于吸光池长度固定，在测量过程中光程维持不变，单一光程无法兼顾高吸光度与低吸光度的不同应用需求。比如，在高浓度样品情况下，长光程吸光池可能导致吸光度饱和；而在低浓度样品情况下，短吸光池可能造成吸光度低，检测信号降低，以上都会造成标准曲线线性拟合度变差。
现有技术中已经公开了一些光程可调气体吸收池，如专利CN105842167 A公开了一种光程可调气体吸收池，其通过调整气体吸收池两个反射镜的方向来改变气体吸收池光程，从而调整设备的量程和灵敏度。专利CN 104155241 A公开了一种光程可调的长程光学吸收池，其采用分别位于入射端和出射端的入射单个入射球面镜和出射球面镜实现入射光在吸收池内的多次反射长光程，实现可吸收池的长光程准连续可调。
然而，上述结构均需要非常精密的光学调节结构，在实际工程化过程中，细微的调节偏差将引入巨大的光程波动，性而导致数据质量的不可靠性，如要精确控制该结构需要非常高难度的控制结构与维持机构，实现难度大，造价高，无法简单通过阀组控制达到光程调节的效果。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种变量程气相分子吸收池系统及吸收光谱仪，以解决现有技术中存在的问题，实现不同应用场景下的多光程自动切换，测试更准确，操作更简单。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种变量程气相分子吸收池系统，该吸收池系统是由多个吸光池构建形成的吸光池组，多个吸光池通过管路进行连接，并在管路中设置换向阀及配套管路，实现待检气体进入不同的吸光池，形成不同的光程路径。
进一步地，所述吸光池包括吸收池本体，所述吸收池本体具有进气端、出气端和气室，所述进气端与出气端位于所述吸收池本体的两端，所述气室连通所述进气端和所述出气端，所述气室用于容纳被测气体；
所述管路分别连接在所述吸收池本体的进气端与出气端，所述换向阀设置在所述管路中，使待检气体经过单独的一个吸收池；
或者，使待检气体经过两个或两个以上串联的吸收池。
进一步地，所述换向阀为三通或四通阀。
进一步地，所述换向阀为电磁控制阀。
进一步地，多个吸光池具有不同的光程。
进一步地，所述吸收池系统中设有反射镜组件，用以改变入射光源的路径。
进一步地，所述吸收池系统包括第一吸光池、第二吸光池、第一换向阀、第二换向阀，
所述第一吸光池与第二吸光池的进气端连接进气管，所述第一换向阀设于所述进气管上，使待检气体分别进入第一吸光池或第二吸光池；
所述第一吸光池的出气端与第二吸光池的进气端之间通过第一出气管连通，所述第二换向阀设于所述第一出气管上，使从第一吸光池出来的待检气体流出或者进入第二吸光池。
进一步地，所述吸收池系统包括第一吸光池、第二吸光池、第三吸光池、第一换向阀、第二换向阀及第三换向阀；
所述第一吸光池、第二吸光池、第三吸光池的进气端连接进气管，所述第一换向阀设于所述进气管上，使待检气体分别进入第一吸光池、第二吸光池或第三吸光池；
所述第一吸光池的出气端与第二吸光池的进气端之间通过第一出气管连通，所述第二吸光池的出气端与第三吸光池的进气端之间通过第二出气管连通，
所述第二换向阀设于所述第一出气管上，使从第一吸光池出来的待检气体流出或者进入第二吸光池；
所述第三换向阀设于所述第二出气管上，使从第二吸光池出来的待检气体流出或者进入第三吸光池。
一种吸收光谱仪，包括上述的变量程气相分子吸收池系统，还包括光源、透镜组以及分光检测器，所述光源发射特征波长的光，所述透镜组设于光源与吸收池以及吸收池与分光检测器之间，用于对光源进行聚焦准直，吸收池出来的光经分光检测器接收。
与现有技术相比，本发明通过设置吸收池的连接方式，实现变量程气相分子吸收池系统的构件，通过换向阀及配套管路实现待检气体进入不同的吸光池，产生不同的吸收信号，实现针对低高不同样品浓度的高低不同光程的测定，具有以下有益效果：
1、不同光程的吸光池可应用于不同浓度的样品测定，防止吸光度过高引起的测量信号饱和与吸光度值过度引起的测定结果准确度和稳定度差的情况。
2、不同吸光度可通过换向阀的控制实现自动光程匹配，减少用户稀释、浓缩样品的前处理工作，可替代传统手工更换吸光池的工作。
3、可简单通过阀组控制达到光程调节的效果，实现难度小，造价低。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1，一种变量程气相分子吸收池系统，该吸收池系统包括第一吸光池300、第二吸光池400、第一换向阀700、第二换向阀800，吸光池具有不同的光程。第一吸光池300与第二吸光池400的进气端连接进气管1100，第一换向阀700设于进气管1100上，使待检气体分别进入第一吸光池300或第二吸光池400；第一吸光池300的出气端与第二吸光池400的进气端之间通过第一出气管1200连通，第二换向阀800设于第一出气管1200上，使从第一吸光池300出来的待检气体流出或者进入第二吸光池400。
将其应用于吸收光谱仪中，包括光源100、透镜组200以及分光检测器600，光源100发射特征波长的光，透镜组200设于光源100与吸收池以及吸收池与分光检测器600之间，用于对光源100进行聚焦准直，吸收池出来的光经分光检测器接收。
具体测试时，待检气体经第一换向阀700进入进气管1100，第一换向阀700可采用三通电磁阀，通过阀门控制，待检气体可以分别单独进入第一吸光池300或者单独通过第二吸光池400，通过第一吸光池300后的待检气体进入第一出气管1200，通过第二换向阀800的控制，从第一吸光池300出来的待检气体可以直接流出，或者再进入第二吸光池400，即同时通过第一吸光池300与第二吸光池400，这样就可实现针对低、中、高不同样品浓度的高、中、低三种不同光程的测定，实现单独通过第一吸光池300或第二吸光池400或同时通过第一吸光池300与第二吸光池400三种测定模式，实现针对不同样品浓度的不同光程的测定。
实施例2
在实施例1的基础上，增加一个吸光池和一个换向阀，即增加第三吸光池500和第三换向阀900。
如图2，该吸收池系统包括第一吸光池300、第二吸光池400、第三吸光池500、第一换向阀700、第二换向阀800及第三换向阀900；第一吸光池300、第二吸光池400、第三吸光池500的进气端连接进气管1100，第一换向阀700设于进气管1100上，使待检气体分别进入第一吸光池300、第二吸光池400或第三吸光池500；
第一吸光池300的出气端与第二吸光池400的进气端之间通过第一出气管1200连通，第二吸光池400的出气端与第三吸光池500的进气端之间通过第二出气管1300连通，第二换向阀800设于第一出气管1200上，使从第一吸光池300出来的待检气体流出或者进入第二吸光池400；第三换向阀900设于第二出气管1300上，使从第二吸光池400出来的待检气体流出或者进入第三吸光池500。
具体测试时，待检气体经第一换向阀700进入进气管1100，第一换向阀700可采用四通电磁阀，通过阀门控制，待检气体可以分别单独进入第一吸光池300、单独进入第二吸光池400或者单独进入第三吸光池500。
通过第一吸光池300后的待检气体进入第一出气管1200，通过第二换向阀800的控制，从第一吸光池300出来的待检气体可以直接流出，或者再进入第二吸光池400，即同时通过第一吸光池300与第二吸光池400；
通过第二吸光池400后的待检气体进入第二出气管1300，通过第三换向阀900的控制，从第二吸光池400出来的待检气体可以直接流出，或者再进入第三吸光池500，即同时通过第一吸光池300、第二吸光池400及第三吸光池500。
这样就可实现单独通过第一吸光池300、第二吸光池400、第三吸光池500、或同时通过第一吸光池300与第二吸光池400、同时通过第一吸光池300与第二吸光池400及第三吸光池500五种测定模式，实现针对不同样品浓度的不同光程的测定。
此外，吸收池系统中设有反射镜组件1000，用以改变入射光源的路径，依次降低吸收池的布置空间。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变量程气相分子吸收池系统，其特征在于，该吸收池系统是由多个吸光池构建形成的吸光池组，多个吸光池通过管路进行连接，并在管路中设置换向阀及配套管路，实现待检气体进入不同的吸光池，形成不同的光程路径。
2.根据权利要求1所述的一种变量程气相分子吸收池系统，其特征在于，所述吸光池包括吸收池本体，所述吸收池本体具有进气端、出气端和气室，所述进气端与出气端位于所述吸收池本体的两端，所述气室连通所述进气端和所述出气端，所述气室用于容纳被测气体；
所述管路分别连接在所述吸收池本体的进气端与出气端，所述换向阀设置在所述管路中，使待检气体经过单独的一个吸收池；
或者，使待检气体经过两个或两个以上串联的吸收池。
3.根据权利要求2所述的一种变量程气相分子吸收池系统，其特征在于，所述换向阀为三通或四通阀。
4.根据权利要求3所述的一种变量程气相分子吸收池系统，其特征在于，所述换向阀为电磁控制阀。
5.根据权利要求2所述的一种变量程气相分子吸收池系统，其特征在于，多个吸光池具有不同的光程。
6.根据权利要求2所述的一种变量程气相分子吸收池系统，其特征在于，所述吸收池系统中设有反射镜组件，用以改变入射光源的路径。
7.根据权利要求2所述的一种变量程气相分子吸收池系统，其特征在于，所述吸收池系统包括第一吸光池(300)、第二吸光池(400)、第一换向阀(700)、第二换向阀(800)，
所述第一吸光池(300)与第二吸光池(400)的进气端连接进气管(1100)，所述第一换向阀(700)设于所述进气管(1100)上，使待检气体分别进入第一吸光池(300)或第二吸光池(400)；
所述第一吸光池(300)的出气端与第二吸光池(400)的进气端之间通过第一出气管(1200)连通，所述第二换向阀(800)设于所述第一出气管(1200)上，使从第一吸光池(300)出来的待检气体流出或者进入第二吸光池(400)。
8.根据权利要求2所述的一种变量程气相分子吸收池系统，其特征在于，所述吸收池系统包括第一吸光池(300)、第二吸光池(400)、第三吸光池(500)、第一换向阀(700)、第二换向阀(800)及第三换向阀(900)；
所述第一吸光池(300)、第二吸光池(400)、第三吸光池(500)的进气端连接进气管(1100)，所述第一换向阀(700)设于所述进气管(1100)上，使待检气体分别进入第一吸光池(300)、第二吸光池(400)或第三吸光池(500)；
所述第一吸光池(300)的出气端与第二吸光池(400)的进气端之间通过第一出气管(1200)连通，所述第二吸光池(400)的出气端与第三吸光池(500)的进气端之间通过第二出气管(1300)连通，
所述第二换向阀(800)设于所述第一出气管(1200)上，使从第一吸光池(300)出来的待检气体流出或者进入第二吸光池(400)；
所述第三换向阀(900)设于所述第二出气管(1300)上，使从第二吸光池(400)出来的待检气体流出或者进入第三吸光池(500)。
9.一种吸收光谱仪，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的变量程气相分子吸收池系统。
10.根据权利要求9所述的一种吸收光谱仪，其特征在于，还包括光源(100)、透镜组(200)以及分光检测器(600)，
所述光源发射特征波长的光，所述透镜组设于光源与吸收池以及吸收池与分光检测器之间，用于对光源进行聚焦准直，吸收池出来的光经分光检测器接收。
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