CN111077100A - 干涉仪、干燥换气装置及自动干燥干涉仪的方法 - Google Patents

干涉仪、干燥换气装置及自动干燥干涉仪的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种干涉仪、干燥换气装置及自动干燥干涉仪的方法。所述干涉仪包括：干涉仪盒体，设有进气口和出气口；干燥换气装置，包括相连通的气流产生单元和干燥单元；其中，气流产生单元生产的空气流，通过干燥单元干燥后，由进气口被送入盒体；盒体内的气体从出气口排出。所述方法包括：定时检测干涉仪内部湿度，得到检测值；将检测值与设定阈值进行比较；当检测值大于或等于设定阈值时，开启干燥换气装置，为干涉仪内部更换干燥气体；当检测值小于设定阈值时，保持干燥换气装置关闭状态；将再次检测所得的检测值与设定阈值进行比较，当判断再次检测所得的检测值小于设定阈值，停止干燥换气装置。本发明用空气替代氮气干燥干涉仪。

Description

干涉仪、干燥换气装置及自动干燥干涉仪的方法
技术领域
本发明涉及气体分析仪，尤其涉及一种干涉仪、干燥换气装置及自动干燥干涉仪的方法。
背景技术
傅立叶红外气体分析仪，使用傅立叶变换红外分析原理，主要应用于现场分析高温、湿热、带腐蚀性的气体，可应用于应急监测，污染源调查，劳动卫生，消防，防化等领域。傅里叶红外气体分析仪主要由红外光源、干涉仪、样品池、探测器和数据采集和处理单元组成。其中干涉仪是傅里叶红外气体分析仪的核心部件，它主要由设置在密闭盒体内的分束器、定镜和动镜组成。在盒体内部光学元件之间形成的空间结构称为干涉仪的气路。干涉仪目的在于产生干涉光，干涉光在经过样品池之后，被探测器检测，经计算机数据处理后输出干涉图。
干涉图获取是傅里叶红外分析仪进行气体分析的第一步，干涉图的质量高低直接影响傅里叶红外气体分析仪的性能指标。因此，提高干涉图的质量是傅里叶红外气体分析仪提高分析精度的关键之一。干涉图质量可以从光路结构设计、气路结构设计以及数据处理等方面着手来进行提高。从气路结构设计来提高干涉图质量主要基于以下几个方面因素考虑：1)分束器的材质是溴化钾(KBr)，溴化钾稍有吸湿性，易潮解，影响光路。2)傅里叶红外气体分析仪长期使用在高温高湿环境中，光学元件构成的光路很容易受到环境的影响变形移位，导致干涉图信号质量变差。因此，从气路结构提高干涉图质量主要是指保持盒体内干燥，避免因湿气过大而降低干涉图的质量。
基于上述影响因素，现有技术采用向干涉仪盒体内充入氮气的方式来保持气路干燥：将实验室中的氮气标气手动接入傅里叶红外气体分析仪，来对仪器内的光路进行不间断的吹扫，保证干涉图的质量。但在一些使用分析仪的测试现场并没有配备氮气标气，需要测试者就氮气的来源想办法，如携带氮气瓶，这给测试者增加了不必要的工作量，影响正常的测量进度。在一些恶劣的测试环境，不方便携带氮气瓶，将导致无法使用便携式傅里叶红外气体分析仪。
发明内容
为了解决现有干燥方式中因氮气标气不能随用随取导致的上述缺陷，本发明的目的之一，在于提供一种干涉仪，能够使用空气代替氮气进行吹扫，保持内部干燥。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：
一种干涉仪包括：
干涉仪盒体，设有进气口和出气口；
干燥换气装置，包括相连通的气流产生单元和干燥单元；
其中，所述气流产生单元生产的空气流，通过所述干燥单元干燥后，由所述进气口被送入所述盒体；所述盒体内的气体从所述出气口排出。
作为一个实施方式，所述气流产生单元包括气泵或风扇；所述气泵或风扇连接所述干燥单元；所述干燥单元连接所述进气口。
或者，作为一个替换的实施方式，所述气流产生单元包括抽风机；所述干燥单元连接所述进气口，所述抽风机连接所述出气口。
作为一个实施方式，干涉仪还包括湿度检测单元，所述湿度检测单元安装在所述盒体内。
作为一个实施方式，所述干燥换气装置还包括智能单元；所述智能单元包括电连接的蓄电池和控制单元；所述湿度检测单元、所述气流产生单元分别与所述控制单元信号连接，分别与所述蓄电池电连接。
作为一个实施方式，干涉仪还包括两个截止单元，所述截止单元分别设置在所述出气口和所述出气口处。
作为一个实施方式，所述截止单元包括截止阀，与所述控制单元信号连接，与所述蓄电池电连接。
本发明还提供一种干燥换气装置，用于干涉仪的密封盒体提供干燥空气，所述干燥换气装置包括相连通的气流产生单元、干燥单元。
作为一个实施方式，当干涉仪为带有湿度检测单元，干燥换气装置还包括智能单元；所述智能单元包括电连接的蓄电池和控制单元；所述湿度检测单元、所述气流产生单元分别与所述控制单元信号连接，分别与所述蓄电池电连接。
本发明还提供一种自动干燥干涉仪的方法，包括：
定时检测干涉仪内部湿度，得到检测值；
将检测值与设定阈值进行比较；
当检测值大于或等于第一设定阈值时，开启干燥换气装置，为干涉仪内部更换干燥气体；
当检测值小于第一设定阈值时，保持干燥换气装置关闭状态。
接下来，将再次检测所得的检测值与第二设定阈值进行比较，当判断再次检测所得的检测值小于第二设定阈值，停止干燥换气装置。
第二设定阈值可以等于第一设定阈值，也可以小于第一设定阈值。
本发明用随处可取的空气，经过干燥后通入盒体内，保持盒体内部的干燥，替代受限的氮气干燥，使得分析仪的使用场合不再受限制，即需即扫。智能单元能够实现干涉仪自动吹扫气路，使得盒体内部时刻保持干燥状态，干涉仪气路保持最佳状态，提高干涉图质量，且能够提高干涉仪的使用寿命。
附图说明
图1是本发明干涉仪实施例一的示意图；
图2是本发明干涉仪实施例二的示意图；
图3是本发明干涉仪实施例五的示意图；
图4是本发明干涉仪自动吹扫的流程图。
图中：
干涉仪A；
干涉仪盒体10；
进气口11；
出气口12；
湿度传感器13
第一截止阀14；
第二截止阀15；
干燥换气装置20；
气泵21；
抽风机21’；
干燥瓶22；
蓄电池27。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
本发明中所述的“连接”，除非另有明确的规定或限定，应作广义理解，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连。在本发明的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明公开一种能够使用空气进行干燥气路的干涉仪。干涉仪包括封闭的盒体和干燥换气装置。在封闭的盒体上设有进气口和出气口。干燥换气装置包括相连通的气流产生单元和干燥单元。述气流产生单元生产空气流，空气流通过干燥单元干燥后，由进气口被送入盒体内；盒体内的气体从出气口排出。本发明的干涉仪可以有不同的结构。
干涉仪实施例一
图1是本发明干涉仪实施例一的示意图。如图1所示，干涉仪A包括干涉仪盒体10和干燥换气装置20。干涉仪盒体10为与外界气密性隔离的封闭盒体，在干涉仪盒体10内安装有分光板、定反射镜和动反射镜等光学元件(图未示)，光学元件将光源发出的光经过反射、折射等光学处理后，最终形成干涉图样。在干涉仪盒体10上开设有进气口11和出气口12。干涉仪盒体10内供气体通过的空间形成干涉仪的气路结构。为了使得盒体少产生气流死角，气体全部得到更换，且气体流通顺畅，进气口和出气口一般设置盒体相距较远的位置。干燥换气装置20包括相连通的气泵21和干燥瓶22。干燥瓶22连接干涉仪盒体10的进气口。干燥瓶22为具有至少两个开口的密封容器，其内装有干燥剂，干燥剂能够去除通过干燥瓶的气体中的水气。在干燥瓶22进气的开口处设有第一截止阀14；在盒体出气口12处设有第二截止阀15。
当干燥换气装置20工作的时候，第一截止阀14和第二截止阀15打开，依次连接的气泵21、干燥瓶22和干涉仪盒体10形成气流通路。
气泵21启动，搅动空气，产生压力，形成普通的空气流。普通的空气流被送入干燥瓶22内。普通的空气包含一定量的水气，经过干燥瓶22，其中的水气被干燥剂吸收或消除，成为干燥的空气流。干燥的空气流经盒体的进气口11被送入盒体内，干涉仪盒体10内原本包含水气的空气经出气口12被排出干涉仪盒体10。
当干燥换气装置20不工作的时候，第一截止阀14和第二截止阀15闭合，将干涉仪盒体10以及干燥瓶22内的空气与外界隔离。
本实施例的干涉仪，用随处可取的空气干燥后替代需要特别提供的氮气吹扫干涉仪的气路，以保持盒体内部的干燥，使得干涉仪的使用不受场地限制，更灵活。
本实施例的气泵，也可以换成风扇。为了携带方便，干燥换气装置包括的零件可集成一个独立的装置，与干涉仪通过管路可拆卸的连接，或者与干涉仪集成为一个整体。
干涉仪实施例二
与实施例一不同的是，本实施例的产生空气流的装置不是具有排气功能的气泵，而是具有吸气功能的抽风机。抽风机的安装位置也相应的与实施例一不同。
图2为实施例二的示意图。如图2所示，抽风机21’的出风口连接干涉仪盒体10的出气口12。干燥瓶22的一个开口处设有第一截止阀14，当第一截止阀14打开后裸露于空气，另一个开口连通干涉仪盒体10的进气口11。在干涉仪盒体10的出气口12处设置第二截止阀15。依次连接的干燥瓶22、干涉仪盒体10和抽风机21’形成气流通路。
为了携带方便，抽风机21’和干燥瓶22与干涉仪A集成为一个整体。
干涉仪实施例三、四
实施例三、四的干涉仪结构，是分别在实施例一、实施例二的结构的基础上，在盒体内增加安装湿度传感器、控制单元以及报警器或显示面板。
湿度传感器测量盒体内气体的湿度，并传递给控制单元。当检测到的湿度值超过设定的阈值时，显示在显示面板上或由报警器发出警报，提醒操作者启动干燥换气装置，吹扫盒体内的气路。
其中湿度传感器可定时测量，或者依操作者控制随时测量。
干涉仪实施例五
本实施例在实施例一的基础上进一步改进，实现干涉仪自动扫风，干燥除湿。
图3为实施例五的示意图，如图3所示，干涉仪A包括封闭的干涉仪盒体10和干燥换气装置20。在干涉仪盒体10内安装有分光板、定反射镜和动反射镜等光学元件(图未示)，光学元件将光源发出的光经过反射、折射等光学处理后，最终形成干涉图样。在干涉仪盒体10上开设有进气口11和出气口12。干涉仪盒体10内供气体通过的空间形成干涉仪的气路结构。
干燥换气装置20包括相连通的气泵21和干燥瓶22。干燥瓶22连接干涉仪盒体10的进气口。干燥瓶22为具有至少两个开口的密封容器，其内装有干燥剂。在干燥瓶22进气的开口处设有第一截止阀14，在盒体出气口12处设有第二截止阀15。
当干燥换气装置20工作的时候，第一截止阀14和第二截止阀15打开，依次连接的气泵21、干燥瓶22和干涉仪盒体10形成气流通路。当干燥换气装置20不工作的时候，第一截止阀14和第二截止阀15闭合，将干涉仪盒体10以及干燥瓶22内的空气与外界隔离。
在本实施例中，干涉仪盒体10内安装湿度传感器13，干燥换气装置20还包括智能单元。智能单元包括控制单元和蓄电池27。湿度传感器13、气泵21、第一截止阀14和第二截止阀15，分别与控制单元信号连接，分别与蓄电池27电连接。
湿度传感器13定时检测干涉仪盒体10的湿度，将检测结果发送给控制单元。控制单元将检测值与设定的阈值进行比较，当检测值大于或等于设定阈值时，控制单元给气泵21、第一截止阀14和第二截止阀15发送指令，启动气泵21，打开第一截止阀14和第二截止阀15，开始吹扫干涉仪盒体10内部气路。
当控制单元比较湿度传感器13最近一次检测到的湿度值小于规定值时，控制单元发送停止指令给气泵21，发送关闭指令给第一截止阀14和第二截止阀15，停止干燥换气装置换气。规定值小于或等于上述设定的阈值。
当干燥换气装置换气发生在干涉仪工作期间，气泵21、第一截止阀14和第二截止阀15由干涉仪供电，此时干涉仪给蓄电池27充电；当干燥换气装置换气发生在干涉仪非工作期间，气泵21、第一截止阀14和第二截止阀15由蓄电池27供电。如此，实现干燥换气装置自动吹扫，使得干涉仪盒体10内部维持干燥状态。
实施例五是在实施例一的干涉仪的基础上做的改进，所增加的智能单元也适合用于改进实施例二的干涉仪，不再赘述。
对于实施例一至五中的内含干燥剂的干燥瓶，还可以替换成其他的结构，如内部布满纳分管的容器，或其他具有将通过的气体中的水气去除作用的气态脱水器。将上述相同类型的干燥器多个串联，或者选择不同类型的干燥器串联，能够实现不同等级、不同程度的干燥。
本发明所述的干燥换气装置，其包括的零件可以与干涉仪集成在一起，成为干涉仪的一部分。还可以集成为一个独立的个体，单独存在，通过管道可拆卸的与干涉仪连接。
更进一步地，该独立的干燥换气装置，可以通过控制单元与任意一个干涉仪的湿气传感器建立信号连接，与对应的干涉仪匹配，实现一机多配，为不同的干涉仪的气路吹扫除湿。
本发明所称的两个零件之间的“连接”，可以是两个零件直接连接，也可以是通过管道间接连接。
依据上述干涉仪，本发明还提供一种自动干燥干涉仪的方法。图4为干涉仪自动吹扫的流程图。如图4所示，自动干燥的步骤包括：
S1:定时检测干涉仪内部湿度，得到检测值；
S2:将检测值与第一设定阈值进行比较，判断检测值是否小于第一设定阈值；
S3:当判断结果为是，保持干燥换气装置关闭状态。
S4:当判断结果为否，开启干燥换气装置，为干涉仪内部更换干燥气体；
S5:将再次检测所得的检测值与第二设定阈值进行比较，判断再次检测所得的检测值是否小于第二设定阈值；
S6:当判断结果为是时，停止干燥换气装置。
S7:当判断结果为否时，维持干燥换气装置处于工作状态。
第一设定阈值大于或等于第二设定阈值。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (10)

1.一种干涉仪，其特征在于，包括：
干涉仪盒体，设有进气口和出气口；
干燥换气装置，包括相连通的气流产生单元和干燥单元；
其中，所述气流产生单元生产的空气流，通过所述干燥单元干燥后，由所述进气口被送入所述盒体；所述盒体内的气体从所述出气口排出。
2.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，所述气流产生单元包括气泵或风扇；所述气泵或风扇连接所述干燥单元；所述干燥单元连接所述进气口。
3.根据权利要求1所述的干涉仪，其特征在于，所述气流产生单元包括抽风机；所述干燥单元连接所述进气口，所述抽风机连接所述出气口。
4.根据权利要求2或3所述的干涉仪，其特征在于，还包括湿度检测单元，所述湿度检测单元安装在所述盒体内。
5.根据权利要求4所述的干涉仪，其特征在于，所述干燥换气装置还包括智能单元；所述智能单元包括蓄电池和控制单元；所述湿度检测单元、所述气流产生单元分别与所述控制单元信号连接，分别与所述蓄电池电连接。
6.根据权利要求5所述的干涉仪，其特征在于，还包括两个截止单元，所述截止单元分别设置在所述干燥单元的入口和所述出气口处。
7.根据权利要求6所述的干涉仪，其特征在于，所述截止单元包括截止阀，与所述控制单元信号连接，与所述蓄电池电连接。
8.一种干燥换气装置，其特征在于，用于为干涉仪的密封盒体提供干燥空气，所述干燥换气装置包括相连通的气流产生单元、干燥单元。
9.如权利要求8所述的干燥换气装置，其特征在于，还包括智能单元；所述智能单元包括蓄电池和控制单元；所述气流产生单元与所述控制单元信号连接，与所述蓄电池电连接。
10.一种自动干燥干涉仪的方法，其特征在于，包括步骤：
定时检测干涉仪内部湿度，得到检测值；
将检测值与设定阈值进行比较；
当检测值大于或等于设定阈值时，开启干燥换气装置，为干涉仪内部更换干燥气体；
当检测值小于设定阈值时，保持干燥换气装置关闭状态；
将再次检测所得的检测值与设定阈值进行比较，当判断再次检测所得的检测值小于设定阈值，停止干燥换气装置。
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