CN116754487A - 一种碳同位素分析仪及其分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及碳同位素分析领域，具体涉及一种碳同位素分析仪及其分析方法。本发明提供了一种碳同位素分析仪，包括：盒体和设置在盒体上的盒盖，盒盖上设置有锁定机构；锁定机构包括两纵向锁定组件和两横向锁定组件；以及纵向锁定组件和横向锁定组件的靠近端还设置有一浮动头。浮动头向上滑动时，浮动头带动两纵向锁定组件沿盒盖顶部相向滑动；浮动头向下滑动时，浮动头带动两纵向锁定组件沿盒盖顶部相离滑动。通过锁定机构与浮动头配合，可以确保在将所有锁定件拆卸下来前，不会造成盒盖弯折，确保密封以及遮光性。操作者提拉浮动头时，使得第一平刀块与第二平刀块与盒盖的环台抵接，以拉动盒盖与盒体分离。
Description
技术领域
本发明涉及碳同位素分析领域，具体涉及一种碳同位素分析仪及其分析方法。
背景技术
碳同位素分析仪是精确测量二氧化碳样品中碳元素含量和稳定同位素值（12C/13C）的分析仪器，配合色谱仪器后，可分析的样品种类包括二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、各种烷烃（C1-C8）和烯烃（CnH2n）等。
在检测时，碳同位素分析仪采用量子级联激光器照射待检测的样品，并通过探测器接收信号，得出结果。因此，在整个检测过程中，对于量子级联激光器发射的光以及气体干扰的要求是很高的，因此，整个装置设置在特定的密封且遮光的盒体内部，同时在检测时需要对内部的气体进行加热。检测完成后，对于盒体进行拆卸时，需要依次对盒盖周围的锁定部件进行拆卸，这样在拆卸到最后一个锁定部件时，由于盒体内部的压强持续作用在合盖上，而合盖与盒体还通过锁定部件连接，这样，盒体内部的热空气会对盒盖产生压力作用，进而可能会造成合盖产生微量弯折，进而在产生弯折后的盒盖与盒体连接时可能会造成漏光，以及密封效果变差的问题。因此，设计一种碳同位素分析仪及其分析方法是必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳同位素分析仪及其分析方法，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种碳同位素分析仪，包括：盒体和设置在所述盒体上的盒盖，所述盒盖上设置有锁定机构；
所述锁定机构包括两纵向锁定组件和两横向锁定组件，两所述纵向锁定组件镜像设置，两所述纵向锁定组件分别对应所述盒盖的两短边；
两所述横向锁定组件镜像设置，两所述横向锁定组件分别对应所述盒盖的两长边；
所述纵向锁定组件和所述横向锁定组件的靠近端还设置有一浮动头，所述浮动头与两所述纵向锁定组件和两所述横向锁定组件联动；
所述浮动头向上滑动时，所述浮动头带动两所述纵向锁定组件沿所述盒盖顶部相向滑动，两所述横向锁定组件沿所述盒盖顶部相向滑动，以使所述纵向锁定组件和所述横向锁定组件分别将所述盒体的短边和长边卡紧；
所述浮动头向下滑动时，所述浮动头带动两所述纵向锁定组件沿所述盒盖顶部相离滑动，两所述横向锁定组件沿所述盒盖顶部相离滑动，以使所述纵向锁定组件和所述横向锁定组件与所述盒体脱离。
进一步地，所述纵向锁定组件包括第一滑动块、第一锁定板和第一推杆，所述第一推杆与所述盒盖的长边平行设置，所述第一锁定板与所述盒体的短边相对应；
所述第一推杆设置在所述第一滑动块和所述第一锁定板之间；
所述第一滑动块与所述浮动头联动；
所述浮动头向上滑动时，所述浮动头拉动两所述第一滑动块相向滑动，以使两所述第一滑动块通过所述第一推杆拉动所述第一锁定板相向滑动，以使所述第一锁定板与对应所述盒体的短边卡紧；
所述浮动头向下滑动时，所述浮动头拉动两所述第一滑动块相离滑动，以使两所述第一滑动块通过所述第一推杆拉动所述第一锁定板相离滑动，以使两所述第一锁定板与所述盒体脱离。
进一步地，所述第一锁定板朝向所述盒体的一侧设置有第一平刀块；
所述盒体的短边顶部开设有第一卡槽；
所述第一平刀块与所述第一卡槽相对应。
进一步地，所述横向锁定组件包括第二滑动块、两第二锁定板和两第二推杆，所述第二滑动块呈T形，所述第一锁定板与所述盒体的长边相对应，两所述第二推杆平行设置在所述第一滑动块远离所述浮动头的端部的两侧；
所述第二推杆与所述盒体的短边平行设置；
所述第二锁定板与所述第二推杆的端部连接；
所述第二滑动块与所述浮动头联动；
所述浮动头向上滑动时，所述浮动头拉动两所述第二滑动块相向滑动，以使两所述第二滑动块通过各所述第二推杆拉动对应所述第二锁定板相向滑动，以使所述第二锁定板与对应所述盒体的长边卡紧；
所述浮动头向下滑动时，所述浮动头拉动两所述第二滑动块相离滑动，以使两所述第二滑动块通过各所述第二推杆拉动对应所述第二锁定板相离滑动，以使所述第二锁定板与对应所述盒体卡紧。
进一步地，所述第二锁定板朝向所述盒体的一侧设置有第二平刀块；
所述盒体的短边顶部开设有第二卡槽；
所述第二平刀块与所述第二卡槽相对应。
进一步地，所述第一滑动块和所述第二滑动块底部均开设有倾斜槽，所述倾斜槽的侧壁沿开设方向向远离所述浮动头方向倾斜；
所述浮动头底部设置有联动环，所述联动环与所述倾斜槽相对应；
所述第一滑动块和所述第二滑动块顶部均设置有导向斜面，所述导向斜面与所述浮动头相对应；
所述浮动头上开设有圆弧环槽。
进一步地，所述锁定机构还包括若干导向座，所述导向座环绕所述盒盖顶部设置，所述第一推杆和所述第二推杆均与所述导向座滑动连接；
所述导向座与所述盒盖滑动连接，且所述导向座的滑动方向与所述第一推杆以及所述第二推杆的滑动方向垂直。
进一步地，所述盒体内设置有检测盒，所述检测盒外侧设置有保温套；
所述检测盒内开设检测通道，所述检测盒两端分别开设有通气管，两所述通气管分别与所述检测通道两端连通。
进一步地，所述检测盒两端分别开设有仿形槽，所述通气管的一端与所述仿形槽的一端连通，所述检测通道的一端与所述仿形槽的另一端连通。
进一步地，所述盒体内还设置有激光发射器、第一引导片、分光片、第二引导片、第一接收器、对照管和第二接收器；
所述第一引导片设置在所述激光发射器的发光端一侧，所述分光片设置在所述检测盒的端部一侧，所述第二引导片设置在所述对照管的端部一侧；
所述分光片设置在所述第一引导片和所述第二引导片之间；
所述第一接收器设置在所述检测盒远离所述分光片的端部的一侧，所述第二接收器设置在所述对照管远离所述第二引导片的端部的一侧。
此外，本发明还提供了一种碳同位素分析方法，包括如上文所示的碳同位素分析仪，S1、检测时，盒盖与盒体封闭，向一个通气管内通入样本气体，样本气体通过仿形槽进入检测通道，并加热检测盒；
S2、打开激光发射器，激光经过第一引导片反射到分光片上；
S3、一部分激光经过分光片反射到检测通道内；
S4、激光经过检测通道后照射到第一接收器上。
进一步地，S21、一部分激光穿透分光片，照射到第二引导片上，并经过第二引导片反射到对照管内；
S22、激光经过对照管后照射到第二接收器上。
进一步地，对照管内填充有二氧化碳对照样品。
进一步地，拆卸盒体与盒盖时，浮动头先向上滑动，浮动头拉动两第一滑动块以及第二滑动块相向滑动，以使对应第一平刀块插入对应第一卡槽内，第二平刀块插入对应第二卡槽内，以依次拆卸盒体与盒盖连接处的锁定件；
浮动头再向下滑动，浮动头推动两第一滑动块以及第二滑动块相离滑动，以使第一平刀块和第二平刀块与盒体脱离，浮动头和第一滑动块以及第二滑动块同步向上滑动，第一平刀块和第二平刀块分别插入盒体与盒盖的连接处，以托起盒盖，使盒盖与盒体分离。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：1、检测完成后，盒体处于高温状态下对盒盖拆卸时，通过锁定机构与浮动头配合，可以确保在将所有锁定件拆卸下来前，盒盖与盒体平稳连接，不会造成盒盖弯折，确保密封以及遮光性。2、通过在盒盖上设置环台，操作者提拉浮动头时，能够带动通过导向座带动各第一锁定板和第二锁定板上抬，进而使得第一平刀块与第二平刀块与盒盖的环台抵接，以拉动盒盖与盒体分离。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1示出了本发明的碳同位素分析仪的立体图；
图2示出了本发明的锁定机构的俯视图；
图3示出了本发明的锁定机构的局部立体图；
图4示出了本发明的第一卡槽的位置示意图；
图5示出了本发明的第一滑动块的立体图；
图6示出了本发明的浮动头的立体图；
图7示出了本发明的盒体的立体图；
图8示出了本发明的检测盒的立体图；
图9示出了本发明的检测盒的剖视图。
图中：
1、盒体；11、第一卡槽；12、第二卡槽；13、检测盒；131、保温套；132、仿形槽；14、通气管；15、检测通道；16、激光发射器；17、第一引导片；171、分光片；172、第二引导片；18、第一接收器；181、第二接收器；19、对照管；
2、盒盖；21、环台；
3、锁定机构；31、纵向锁定组件；311、第一滑动块；312、第一锁定板；313、第一推杆；314、第一平刀块；
32、横向锁定组件；321、第二滑动块；322、第二锁定板；323、第二推杆；324、第二平刀块；33、倾斜槽；34、导向斜面；35、导向座；
4、浮动头；41、联动环；42、圆弧环槽。
具体实施方式
现在结合附图对本发明做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例一，如图1至9所示，本实施例提供了一种碳同位素分析仪，包括：盒体1、盒盖2和锁定机构3。盒体1内适于安装碳同位素分析机构。盒盖2适于封闭盒体1。锁定机构3适于锁紧盒体1与盒盖2。针对上述部件，下面进行一一详述。
盒体1，盒体1内适于安装碳同位素分析机构，碳同位素分析机构能够分析盒体1内通入的待测气体与样品气体的碳同位素比值。具体来说，所述盒体1内设置有检测盒13，检测盒13内适于通入待测气体，接着，对待测气体进行加热，加热完成后，再向检测盒13内照射激光，是激光穿过待测气体，接着对另一个标准二氧化碳气体样品也照射一样的激光，并将待测气体的检测结果与标准气体样品的结果进行比较，得出待测气体的碳同位素的比值。
为了实现上述效果，本实施例中，所述检测盒13外侧设置有保温套131，盒体1内设置有加热装置，加热装置对检测盒13加热后，保温套131可以对检测盒13进行保温，以避免热量快速散失。同时，所述检测盒13内开设检测通道15，所述检测盒13两端分别开设有通气管14，两所述通气管14分别与所述检测通道15两端连通。待测气体可以通过通气管14进入检测通道15内，从而充满整个检测通道15，同样也可以在一定量的待测气体在检测通道15内稳定后，将两段的通气管14关闭，以使待测气体被封闭在检测通道15内。需要说明的是，由于检测通道15是沿检测盒13的长度方向开设的，为了使得激光能够照射到整个检测通道15，并在最后被接收器接收，因此检测通道15贯穿检测盒13设置，同时，所述检测盒13两端分别开设有仿形槽132，所述通气管14的一端与所述仿形槽132的一端连通，所述检测通道15的一端与所述仿形槽132的另一端连通。通过这种设置，在通气时，通气管14内的待测气体能够先进入仿形槽132，再通过仿形槽132进入检测通道15内，而在安装时，可以采用玻璃等透光材料制成的盖子将两仿形槽132封闭，这样即可以保证通气管14在通气时可以从两端将检测通道15内的空气排尽，只留下待测气体的样品，同时，也可以保证激光照射时，可以透过玻璃进入检测通道15内。
此外，所述盒体1内还设置有激光发射器16、第一引导片17、分光片171、第二引导片172、第一接收器18、对照管19和第二接收器181。所述第一引导片17设置在所述激光发射器16的发光端一侧，所述分光片171设置在所述检测盒13的端部一侧，所述第二引导片172设置在所述对照管19的端部一侧。所述分光片171设置在所述第一引导片17和所述第二引导片172之间。所述第一接收器18设置在所述检测盒13远离所述分光片171的端部的一侧，所述第二接收器181设置在所述对照管19远离所述第二引导片172的端部的一侧。激光发射器16为中红外激光发射器16，激光发射器16可以发射激光到第一引导片17上，第一引导片17能够反射激光，以使激光转向分光片171，激光到达分光片171后，一部分激光被分光片171反射，另一部分激光透过分光片171。分光片171反射的激光进入检测盒13内的检测通道15，与检测通道15内的待测气体接触后，照射到第一接收器18上。透过分光片171的激光进一步照射到第二引导片172上，接着第二引导片172反射激光，以使激光转向对照管19，对照管19内具有标准参考气体，激光经过标准参考气体后，照射到第二接收器181上。接着通过比较第一接收器18与第二接收器181的结果，通过进一步计算可以得出待测气体的碳同位素比值。本实施例中，对照管19内的标准参考气体可以是二氧化碳样品，第一接收器18和第二接收器181可以是中红外激光探测器。
本实施例中，采用的碳同位素检测原理为：利用可调谐半导体激光器波长可调的特性，通过调节激光驱动器加以合适的温度与电流使其激光器的中心波长对于待测介质吸收谱线的中心位置，使用信号发生器对激光器的电流加以三角波或锯齿波的扫描信号，使其波长变化范围能完整扫描过待测介质的吸收线。当激光频率经过待测介质吸收线处时，光会被介质吸收，光强减弱。通过分析第二接收器181或第一接收器18收集到的光强信号与激光的初始光强信号，便可得到该波长下介质的吸收光谱。采用量子级联激光器作为光源，经分光片171后，分成两束激光，一束激光经对照管19内密封的二氧化碳气体后被第二接收器181探测用于控制并锁定光源状态，另一束激光经检测通道15后被第一接收器18探测用于样品测量分析。参考第一接收器18接收到的信号用于锁定激光发射器16功率与控制激光发射器16温度，用于确保激光发射器16的状态不随着外界温度漂移而漂移。
需要说明的是，在上述检测过程中，需要用盒盖2将盒体1封闭，以避免外接的光线干扰检测结果，同时，也避免外部的空气流动影响检测盒13内部的温度。为了确保上述封闭效果可靠，盒盖2与盒体1之间通常会设置有若干个经过设计的可靠连接的锁定件，本实施中，如图1中所示，优选的数量为六个，分别位于四个角落和两个长边的中心。在实际使用中，因为盒盖2与盒体1密封后，盒体1内部需要加热，这样盒盖2与盒体1内部的封闭气体会受热膨胀，从而对盒盖2产生压力，而在使用后，对盒盖2进行拆卸时，特别是拆卸到最后一个锁定件时，盒体1内部膨胀的气体对最后一个锁定件的压力也达到最大，同时，压力对最后一个锁定件压力的力矩也最大，这样，盒体1内部的气体就有可能使盒盖2与锁定件的连接处出现少量的弯折，盒盖2弯折后，会对盒体1的密封性能造成影响，因此，本实施例中，通过设置锁定机构3来解决上述问题。
锁定机构3，锁定机构3安装在盒盖2的上方，所述锁定机构3包括两纵向锁定组件31和两横向锁定组件32，两所述纵向锁定组件31镜像设置，两所述纵向锁定组件31分别对应所述盒盖2的两短边。两所述横向锁定组件32镜像设置，两所述横向锁定组件32分别对应所述盒盖2的两长边。在拆卸盒盖2时，两纵向锁定组件31和两横向锁定组件32可以分别抱紧盒体1的场边和短边。通过上述设置，使得纵向锁定组件31和横向锁定组件32能够在盒盖2拆卸的过程中代替锁定件承担提盒内部的气体产生的压力，同时由于各纵向锁定组件31和横向锁定组件32同步对盒体1环向支撑，以使盒盖2与盒体1之间周向受力均匀，从而避免盒盖2被弯折。
为了进一步操控锁定机构3，所述纵向锁定组件31和所述横向锁定组件32的靠近端还设置有一浮动头4，浮动头4与盒盖2滑动连接，所述浮动头4与两所述纵向锁定组件31和两所述横向锁定组件32联动。通过上述设置，操作者可以操作浮动头4，以使浮动头4进一步控制横向锁定组件32和纵向锁定组件31抱紧盒体1。具体来说，所述浮动头4向上滑动时，所述浮动头4带动两所述纵向锁定组件31沿所述盒盖2顶部相向滑动，两所述横向锁定组件32沿所述盒盖2顶部相向滑动，以使所述纵向锁定组件31和所述横向锁定组件32分别将所述盒体1的短边和长边卡紧；所述浮动头4向下滑动时，所述浮动头4带动两所述纵向锁定组件31沿所述盒盖2顶部相离滑动，两所述横向锁定组件32沿所述盒盖2顶部相离滑动，以使所述纵向锁定组件31和所述横向锁定组件32与所述盒体1脱离。
下面具体说明纵向锁定组件31的结构，所述纵向锁定组件31包括第一滑动块311、第一锁定板312和第一推杆313。所述第一推杆313与所述盒盖2的长边平行设置，所述第一锁定板312与所述盒体1的短边相对应。所述第一推杆313设置在所述第一滑动块311和所述第一锁定板312之间。所述第一滑动块311与所述浮动头4联动，具体来说，通过上述设置，所述浮动头4向上滑动时，所述浮动头4拉动两所述第一滑动块311相向滑动，以使两所述第一滑动块311通过所述第一推杆313拉动所述第一锁定板312相向滑动，以使所述第一锁定板312与对应所述盒体1的短边卡紧；所述浮动头4向下滑动时，所述浮动头4拉动两所述第一滑动块311相离滑动，以使两所述第一滑动块311通过所述第一推杆313拉动所述第一锁定板312相离滑动，以使两所述第一锁定板312与所述盒体1脱离。
为了实现第一锁定板312相向滑动将盒盖2与盒体1抱紧的效果，本实施例中，所述第一锁定板312朝向所述盒体1的一侧设置有第一平刀块314。所述盒体1的短边顶部开设有第一卡槽11。所述第一平刀块314与所述第一卡槽11相对应。通过上述设置，浮动头4驱动第一锁定板312相向滑动时，对应第一平刀块314插入第一卡槽11内，从而将盒体1抱紧，当操作者拆卸锁定件时，盒体1与盒盖2紧密连接，从而时盒盖2受力均匀，不会被弯折。
下面具体说明横向锁定组件32的结构，所述横向锁定组件32包括第二滑动块321、两第二锁定板322和两第二推杆323，所述第二滑动块321呈T形，所述第一锁定板312与所述盒体1的长边相对应，两所述第二推杆323平行设置在所述第一滑动块311远离所述浮动头4的端部的两侧。所述第二推杆323与所述盒体1的短边平行设置；所述第二锁定板322与所述第二推杆323的端部连接。所述第二滑动块321与所述浮动头4联动。具体来说，通过上述设置，所述浮动头4向上滑动时，所述浮动头4拉动两所述第二滑动块321相向滑动，以使两所述第二滑动块321通过各所述第二推杆323拉动对应所述第二锁定板322相向滑动，以使所述第二锁定板322与对应所述盒体1的长边卡紧；所述浮动头4向下滑动时，所述浮动头4拉动两所述第二滑动块321相离滑动，以使两所述第二滑动块321通过各所述第二推杆323拉动对应所述第二锁定板322相离滑动，以使所述第二锁定板322与对应所述盒体1卡紧。
为了实现第二锁定板322相向滑动将盒盖2与盒体1抱紧的效果，本实施例中，所述第二锁定板322朝向所述盒体1的一侧设置有第二平刀块324。所述盒体1的短边顶部开设有第二卡槽12。所述第二平刀块324与所述第二卡槽12相对应。通过上述设置，浮动头4驱动第二锁定板322相向滑动时，对应第二平刀块324插入第二卡槽12内，从而将盒体1抱紧，当操作者拆卸锁定件时，盒体1与盒盖2紧密连接，从而时盒盖2受力均匀，不会被弯折。
为了实现浮动头4沿盒盖2顶部升降从而驱动第一滑动块311和第二滑动块321相向或者相离滑动的效果，本实施例中，所述第一滑动块311和所述第二滑动块321底部均开设有倾斜槽33，所述倾斜槽33的侧壁沿开设方向向远离所述浮动头4方向倾斜。所述浮动头4底部设置有联动环41，所述联动环41与所述倾斜槽33相对应。同时所述第一滑动块311和所述第二滑动块321顶部均设置有导向斜面34，所述导向斜面34与所述浮动头4相对应。通过上述设置，操作者驱动浮动头4向上抬时，联动环41向上滑动至与倾斜槽33抵接，此时联动环41继续向上滑动，并通过倾斜槽33产生对第一滑动块311和第二滑动块321的水平方向朝向联动环41的分力，以驱动第一滑动块311和第二滑动块321向联动环41方向滑动，进而使得第一锁定板312和第二锁定板322将盒体1抱紧；反之，若操作者驱动浮动头4向下压时，浮动头4顶推第一滑动块311和第二滑动块321的导向斜面34，并通过导向斜面34产生对第一滑动块311和第二滑动块321的水平方向远离联动环41的分力，以驱动第一滑动块311和第二滑动块321相离滑动，进而使得第一锁定板312和第二锁定板322将盒体1松开。为了方便操作者抓取浮动头4，所述浮动头4上开设有圆弧环槽42，操作者可通过手持圆弧环槽42以操作浮动头4。
为了引导第一推杆313和第二推杆323的滑动方向，同时，保持与浮动头4的活动方向一致，所述锁定机构3还包括若干导向座35，所述导向座35环绕所述盒盖2顶部设置，所述第一推杆313和所述第二推杆323均与所述导向座35滑动连接。所述导向座35与所述盒盖2滑动连接，且所述导向座35的滑动方向与所述第一推杆313以及所述第二推杆323的滑动方向垂直。本实施例中，可通过插销将导向座35与盒盖2连接，导向座35可以沿插销上下滑动同时也不会于盒盖2脱离连接。同时，导向座35与导向座35的竖直投影保持重合，也可使得导向座35可以引导第一推杆313和第二推杆323的滑动滑动方向。
此外，盒盖2的周向的边缘处还设置有环台21，盒盖2通过环台21与盒体1相贴密封，在上述盒盖2打开对盒体1内部操作完成后，需要盖上盒盖2，由于盒体1内部在开始处于高温状态，内部的气体膨胀散发后，当操作者再次盖上盒盖2时，盒体1内部的温度恢复到室温的过程中，内部气体收缩，从而相对外部气压降低，形成负压，若此时再打开盒盖2会变得困难，因此，在本实施例中，操作者在上述状态操作时，可以先将锁定机构3整体抬升至第一平刀块314和第二平刀块324位于第一卡槽11和第二卡槽12上方，在操作浮动头驱动第一锁定板312和第二锁定板322相向滑动，此时第一平刀块314和第二平刀块324会分别卡入环台内，第一平刀块314和第二平刀块324的端部为尖头，第一平刀块314和第二平刀块324插入盒盖2与盒体1的连接部分，从而使得盒盖2与盒体1的连接处被撬开，使得盒体1内部和外界发生气体交换，进而使得盒盖2与盒体1能够轻松分开。
实施例二，本实施例是在实施例一的基础上实施的，本实施例提供了一种碳同位素分析方法，包括如上文所示的碳同位素分析仪，具体的一种碳同位素分析方法如下：
S1、检测时，盒盖2与盒体1封闭，向一个通气管14内通入样本气体，样本气体通过仿形槽132进入检测通道15，并加热检测盒13；
S2、打开激光发射器16，激光经过第一引导片17反射到分光片171上；
S3、一部分激光经过分光片171反射到检测通道15内；
S4、激光经过检测通道15后照射到第一接收器18上。
进一步地，S21、一部分激光穿透分光片171，照射到第二引导片172上，并经过第二引导片172反射到对照管19内；
S22、激光经过对照管19后照射到第二接收器181上。
进一步地，对照管19内填充有二氧化碳对照样品。
进一步地，通过公式：
计算激光穿过长度为L的均匀吸收介质后的透过率，式中，It表示光束穿过吸收介质后的透射光强，I0表示入射光强，α(ν)是介质的吸收系数，吸收系数α(ν)与单位体积内待测气体分子数目N（单位为mol/cm3）和待测气体分子的吸收截面σ(v)(单位为cm2/mol)有关。可由下式表示：
式中，p为待测介质所处空间内部的总压强(单位为atm)和χ为待测介质的体积分数；ψ(v)是当前环境参数下所对应的线型函数（主要包括三种线型函数，包括Gauss线型、Lorenz线型和卷积得到的Voigt线型）；S(T)（单位为cm-2atm-1）为待测介质的吸收线强；吸收线的积分面积A可由下式表示：
式中，It（V）表示光束穿过吸收介质后的透射光强，I0（V）表示入射光强，S为吸收线强度，待测气体浓度χ（ppm）为：
式中，T0=273.15K；P0=1atm；N0=2.68×1019mol/cm3；Ntot为吸收池内的总分子密度；P和T为实际测量条件的压强和温度；A为吸收线的积分面积；L为光程长度；S为吸收线强度（当待测介质温度确定，激光波长确定，吸收谱线强度确定）。
由上述公式可知，在压强、温度、光程长度与吸收线强度确定时，待测气体浓度与吸收线积分面积成正比，因而可以在计算出吸收线积分面积的基础上，反演推算出气体浓度。吸收性积分面积，可通过吸收线强度与原始光强通过积分计算出，因而在实际中需获取吸收线强度与原始光强。原始光强即为没有待测气体时的谱线，本实验中采用吹零空的方式获取原始光强。在开始测量待测气体之前，先在空心波导中通入零级空气，此时探测器输出的探测值即为没有样品时的原始光强，此值作为公式中的I0，用于后续扣除基线，归一化使用。I0测试完成后，向空心波导管中通入待测气体，通入待测气体后，在设备的光谱图中会有吸收峰。通过分别计算光谱图中的C12和C13的浓度，即可得出待测气体的碳同位素比值。
进一步地，拆卸盒体1与盒盖2时，浮动头4先向上滑动，浮动头4拉动两第一滑动块311以及第二滑动块321相向滑动，以使对应第一平刀块314插入对应第一卡槽11内，第二平刀块324插入对应第二卡槽12内，以依次拆卸盒体1与盒盖2连接处的锁定件；
浮动头4再向下滑动，浮动头4推动两第一滑动块311以及第二滑动块相离滑动，以使第一平刀块314和第二平刀块324与盒体1脱离，浮动头4和第一滑动块311以及第二滑动块321同步向上滑动，第一平刀块314和第二平刀块324分别插入盒体1与盒盖2的连接处，以托起盒盖2，使盒盖2与盒体1分离。
值得一提的是，本发明专利申请涉及的碳同位素分析仪的其他部件等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明专利的发明点所在，本发明专利不做进一步具体展开详述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种碳同位素分析仪，其特征在于，包括：
盒体（1）和设置在所述盒体（1）上的盒盖（2），所述盒盖（2）上设置有锁定机构（3）；
所述锁定机构（3）包括两纵向锁定组件（31）和两横向锁定组件（32），两所述纵向锁定组件（31）镜像设置，两所述纵向锁定组件（31）分别对应所述盒盖（2）的两短边；
两所述横向锁定组件（32）镜像设置，两所述横向锁定组件（32）分别对应所述盒盖（2）的两长边；
所述纵向锁定组件（31）和所述横向锁定组件（32）的靠近端还设置有一浮动头（4），所述浮动头（4）与两所述纵向锁定组件（31）和两所述横向锁定组件（32）联动；
所述浮动头（4）向上滑动时，所述浮动头（4）带动两所述纵向锁定组件（31）沿所述盒盖（2）顶部相向滑动，两所述横向锁定组件（32）沿所述盒盖（2）顶部相向滑动，以使所述纵向锁定组件（31）和所述横向锁定组件（32）分别将所述盒体（1）的短边和长边卡紧；
所述浮动头（4）向下滑动时，所述浮动头（4）带动两所述纵向锁定组件（31）沿所述盒盖（2）顶部相离滑动，两所述横向锁定组件（32）沿所述盒盖（2）顶部相离滑动，以使所述纵向锁定组件（31）和所述横向锁定组件（32）与所述盒体（1）脱离。
2.如权利要求1所述的碳同位素分析仪，其特征在于：
所述纵向锁定组件（31）包括第一滑动块（311）、第一锁定板（312）和第一推杆（313），所述第一推杆（313）与所述盒盖（2）的长边平行设置，所述第一锁定板（312）与所述盒体（1）的短边相对应；
所述第一推杆（313）设置在所述第一滑动块（311）和所述第一锁定板（312）之间；
所述第一滑动块（311）与所述浮动头（4）联动；
所述浮动头（4）向上滑动时，所述浮动头（4）拉动两所述第一滑动块（311）相向滑动，以使两所述第一滑动块（311）通过所述第一推杆（313）拉动所述第一锁定板（312）相向滑动，以使所述第一锁定板（312）与对应所述盒体（1）的短边卡紧；
所述浮动头（4）向下滑动时，所述浮动头（4）拉动两所述第一滑动块（311）相离滑动，以使两所述第一滑动块（311）通过所述第一推杆（313）拉动所述第一锁定板（312）相离滑动，以使两所述第一锁定板（312）与所述盒体（1）脱离。
3.如权利要求2所述的碳同位素分析仪，其特征在于：
所述第一锁定板（312）朝向所述盒体（1）的一侧设置有第一平刀块（314）；
所述盒体（1）的短边顶部开设有第一卡槽（11）；
所述第一平刀块（314）与所述第一卡槽（11）相对应。
4.如权利要求3所述的碳同位素分析仪，其特征在于：
所述横向锁定组件（32）包括第二滑动块（321）、两第二锁定板（322）和两第二推杆（323），所述第二滑动块（321）呈T形，所述第一锁定板（312）与所述盒体（1）的长边相对应，两所述第二推杆（323）平行设置在所述第一滑动块（311）远离所述浮动头（4）的端部的两侧；
所述第二推杆（323）与所述盒体（1）的短边平行设置；
所述第二锁定板（322）与所述第二推杆（323）的端部连接；
所述第二滑动块（321）与所述浮动头（4）联动；
所述浮动头（4）向上滑动时，所述浮动头（4）拉动两所述第二滑动块（321）相向滑动，以使两所述第二滑动块（321）通过各所述第二推杆（323）拉动对应所述第二锁定板（322）相向滑动，以使所述第二锁定板（322）与对应所述盒体（1）的长边卡紧；
所述浮动头（4）向下滑动时，所述浮动头（4）拉动两所述第二滑动块（321）相离滑动，以使两所述第二滑动块（321）通过各所述第二推杆（323）拉动对应所述第二锁定板（322）相离滑动，以使所述第二锁定板（322）与对应所述盒体（1）卡紧。
5.如权利要求4所述的碳同位素分析仪，其特征在于：
所述第二锁定板（322）朝向所述盒体（1）的一侧设置有第二平刀块（324）；
所述盒体（1）的短边顶部开设有第二卡槽（12）；
所述第二平刀块（324）与所述第二卡槽（12）相对应。
6.如权利要求5所述的碳同位素分析仪，其特征在于：
所述第一滑动块（311）和所述第二滑动块（321）底部均开设有倾斜槽（33），所述倾斜槽（33）的侧壁沿开设方向向远离所述浮动头（4）方向倾斜；
所述浮动头（4）底部设置有联动环（41），所述联动环（41）与所述倾斜槽（33）相对应；
所述第一滑动块（311）和所述第二滑动块（321）顶部均设置有导向斜面（34），所述导向斜面（34）与所述浮动头（4）相对应；
所述浮动头（4）上开设有圆弧环槽（42）。
7.如权利要求6所述的碳同位素分析仪，其特征在于：
所述锁定机构（3）还包括若干导向座（35），所述导向座（35）环绕所述盒盖（2）顶部设置，所述第一推杆（313）和所述第二推杆（323）均与所述导向座（35）滑动连接；
所述导向座（35）与所述盒盖（2）滑动连接，且所述导向座（35）的滑动方向与所述第一推杆（313）以及所述第二推杆（323）的滑动方向垂直。
8.如权利要求7所述的碳同位素分析仪，其特征在于：
所述盒体（1）内设置有检测盒（13），所述检测盒（13）外侧设置有保温套（131）；
所述检测盒（13）内开设检测通道（15），所述检测盒（13）两端分别开设有通气管（14），两所述通气管（14）分别与所述检测通道（15）两端连通。
9.如权利要求8所述的碳同位素分析仪，其特征在于：
所述检测盒（13）两端分别开设有仿形槽（132），所述通气管（14）的一端与所述仿形槽（132）的一端连通，所述检测通道（15）的一端与所述仿形槽（132）的另一端连通。
10.如权利要求9所述的碳同位素分析仪，其特征在于：
所述盒体（1）内还设置有激光发射器（16）、第一引导片（17）、分光片（171）、第二引导片（172）、第一接收器（18）、对照管（19）和第二接收器（181）；
所述第一引导片（17）设置在所述激光发射器（16）的发光端一侧，所述分光片（171）设置在所述检测盒（13）的端部一侧，所述第二引导片（172）设置在所述对照管（19）的端部一侧；
所述分光片（171）设置在所述第一引导片（17）和所述第二引导片（172）之间；
所述第一接收器（18）设置在所述检测盒（13）远离所述分光片（171）的端部的一侧，所述第二接收器（181）设置在所述对照管（19）远离所述第二引导片（172）的端部的一侧。
11.一种碳同位素分析方法，包括如权利要求10的碳同位素分析仪，其特征在于：
S1、检测时，盒盖（2）与盒体（1）封闭，向一个通气管（14）内通入样本气体，样本气体通过仿形槽（132）进入检测通道（（15）），并加热检测盒（13）；
S2、打开激光发射器（16），激光经过第一引导片（17）反射到分光片（171）上；
S3、一部分激光经过分光片（171）反射到检测通道（15）内；
S4、激光经过检测通道（15）后照射到第一接收器（18）上。
12.如权利要求11的碳同位素分析方法，其特征在于：
S21、一部分激光穿透分光片（171），照射到第二引导片（172）上，并经过第二引导片（172）反射到对照管（19）内；
S22、激光经过对照管后照射到第二接收器上。
13.如权利要求12的碳同位素分析方法，其特征在于：
对照管（19）内填充有二氧化碳对照样品。
14.如权利要求13的碳同位素分析方法，其特征在于：
拆卸盒体（1）与盒盖（2）时，浮动头（4）先向上滑动，浮动头（4）拉动两第一滑动块（311）以及第二滑动块（321）相向滑动，以使对应第一平刀块（314）插入对应第一卡槽（11）内，第二平刀块（324）插入对应第二卡槽（12）内，以依次拆卸盒体（1）与盒盖（2）连接处的锁定件；
浮动头（4）再向下滑动，浮动头（4）推动两第一滑动块（311）以及第二滑动块（321）相离滑动，以使第一平刀块（314）和第二平刀块（324）与盒体（1）脱离，浮动头（4）和第一滑动块（311）以及第二滑动块（321）同步向上滑动，第一平刀块（314）和第二平刀块（324）分别插入盒体（1）与盒盖（2）的连接处，以托起盒盖（2），使盒盖（2）与盒体（1）分离。
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