CN206300894U - 气相分子吸收光谱仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气相分子吸收光谱仪，包括：进样装置，反应催化装置，气液分离装置，废液处理装置，气源，温湿度控制装置，传感器和控制处理器。所述进样装置，反应催化装置，气液分离装置，废液处理装置依序连接。所述气源，气液分离装置，温湿度控制装置，传感器依序连接，所述控制处理器电气连接进样装置、气源和传感器。本实用新型结构简单、易于制备。能够令传感器所检测目标气体的温度和湿度能够始终保持在理想状态，有效克服温度和湿度对半导体传感器的阻值影响，提高气相分子吸收光谱仪的检测精度。

Description

气相分子吸收光谱仪

技术领域

本实用新型涉及光学分析仪器技术领域，具体来说涉及一种气相分子吸收光谱仪。

背景技术

气相分子吸收光谱法的理论研究工作始于20世纪70年代，是利用基态的气体分子能吸收特定紫外光谱的一种测量方法，利用气体的分子振动吸收原理，气体浓度与吸光度呈现一定的线性关系：当光强度为I0的光速通过被测样品浓度为C的气体时，光强度减弱至I，它遵循朗伯—比尔定律。首先通过化学反应，将水溶液中的离子或者分子转化为某种气体。气体分子在不受外界影响的情况下，通常处于相对稳定的状态，称之为基态气体分子。但是一旦这些气体分子接受到特定波长的光辐射，很容易产生相应的分子振动。发生分子振动所需能量是一定的，这种特定的能量称为分子特征谱线。在气相分子吸收光谱法中，选特定波长的光源，气态分子对该光源发出的特征波长光产生分子振动吸收，根据光的被吸收程度计算出分子浓度。现有市场上的气相分子吸收光谱仪皆采用半导体传感器对气体成分进行感应。而半导体传感器的主要性能指标包括：静态电阻、灵敏度、响应时间、选择性、稳定性和可靠性。其存在的问题是：所有半导体传感器在环境温湿度发生变化时其阻值都会相应随之变化。导致现有的气相分子吸收光谱仪无法规避外界环境对检测精度的影响。实践中，其检测结果容易因外部环境的温度和湿度变化而产生波动。因此，如何开发出一种新型的气相分子吸收光谱仪，有效克服温度和湿度因素对半导体传感器的阻值影响。提高气相分子吸收光谱仪的检测精度是本领域技术人员需要研究的方向。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种气相分子吸收光谱仪，能够有效避免因温度和湿度因素导致的传感器漂移，提高检测数据的精度。

其采用的具体技术方案如下：

一种气相分子吸收光谱仪，包括：进样装置，反应催化装置，气液分离装置，废液处理装置，气源，温湿度控制装置，传感器和控制处理器。所述进样装置，反应催化装置，气液分离装置，废液处理装置依序连接。所述气源，气液分离装置，温湿度控制装置，传感器依序连接，所述控制处理器电气连接进样装置、气源和传感器。所述进样装置用以输入实验样品，反应催化装置用以混合实验样品与试剂，反应生成目标气体和废液；所述气液分离装置用以将反应催化装置反应生成的目标气体与废液相分离；废液处理装置用以接收并处理废液；气源用以对气液分离装置鼓入载气，将目标气体从气液分离装置中压出；温湿度控制装置用以对由气液分离装置中压出的目标气体的温度和湿度进行自动调节；传感器用以感应并检测经温湿度控制装置调节温度和湿度后的目标气体的含量和组分；控制处理器用以与传感器进行数据交互并控制进样装置和气源工作。

通过采用这种技术方案：实验样品由进样装置输入，在反应催化装置中与试剂混合并反应生成目标气体和废液。气液分离装置将生成的目标气体和废液实现分离。废液部分进入废液处理装置中进行回收处理。而目标气体随气源鼓入气液分离装置中的载气输出至温湿度控制装置中，温湿度控制装置调节目标气体的温度和湿度使之保持恒定值。传感器感应经调节温度和湿度后的目标气体的含量和组分；控制处理器与传感器实现该检测数据的交互并控制进样装置和气源工作。由此，通过设置温湿度控制装置令传感器所检测目标气体的温度和湿度能够始终保持在理想状态，避免了因温湿度因素导致的传感器漂移，提高了检测数据的精度。

优选的是，上述气相分子吸收光谱仪中，所述温湿度控制装置包括：气体传输管路，温度传感器，温度调节器，湿度传感器，湿度调节器和温湿度控制器。所述气体传输管路两端分别连接气液分离装置和传感器，用以将气液分离装置中压出的目标气体传输至传感器中；温度传感器连接气体传输管路，用以感应气体传输管路中的目标气体温度；温度调节器连接气体传输管路，用以调节气体传输管路中的目标气体温度；湿度传感器连接气体传输管路，用以感应气体传输管路中的目标气体湿度；湿度调节器连接气体传输管路，用以调节气体传输管路中的目标气体湿度；温湿度控制器分别连接温度传感器，温度调节器，湿度传感器和湿度调节器，用以与温度传感器和湿度传感器进行感应数据的交互并控制温度调节器和湿度调节器工作。

通过采用这种技术方案：目标气体穿过气体传输管路由气液分离装置进入传感器。在这个过程中，以温度传感器和湿度传感器实时感应目标气体的温度和湿度，并将感应值反馈至温湿度控制器。温湿度控制器根据温度传感器和湿度传感器的反馈值分别控制温度调节器和湿度调节器对气体传输管路中的目标气体进行温度调节和湿度调节，使由气体传输管路中输出至传感器中的目标气体始终保持在理想状态。

更优选的是，上述气相分子吸收光谱仪中：所述气体传输管路采用螺旋盘管。

通过采用这种技术方案：利用较小的空间实现了较长的气体传输管路长度，加大了温度感应器，湿度感应器，温度调节器和湿度调节器对目标气体的接触面积，优化了对目标气体的温度和湿度的调节效果。

进一步优选的是，上述气相分子吸收光谱仪中：所述温度传感器采用双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻、温差电偶中的任一种或几种。

进一步优选的是，上述气相分子吸收光谱仪中：所述温度调节器包括发热温控器和制冷温控器，所述发热温控器采用电磁加热器、电阻加热器、红外加热器、微波加热器中的任一种或几种；所述制冷温控器采用半导体制冷器或压缩制冷机。

进一步优选的是，上述气相分子吸收光谱仪中：所述湿度传感器采用电解质湿敏元件、高分子材料湿敏元件、金属氧化物膜湿敏元件、金属氧化物陶瓷湿敏元件、热敏电阻式湿度传感器、红外线吸收式湿度传感器、微波式湿度传感器、超声波式湿度传感器中的任一种或几种。

进一步优选的是，上述气相分子吸收光谱仪中：所述湿度调节器采用干燥器或制冷器。

与现有技术相比，本实用新型结构简单、易于制备。能够令传感器所检测目标气体的温度和湿度能够始终保持在理想状态，有效克服温度和湿度对半导体传感器的阻值影响，提高气相分子吸收光谱仪的检测精度。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本实用新型实施例1的结构框图；

图2是图1中温湿度控制器的结构框图。

各附图标记与部件名称对应关系如下：

1、进样装置；2、反应催化装置；3、气液分离装置；4、废液处理装置；5、气源；6、温湿度控制装置；7、传感器；8、控制处理器；61、气体传输管路；62、温度传感器；63、温度调节器；64、湿度传感器；65、湿度调节器；66、温湿度控制器。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步描述。

实施例1：

一种气相分子吸收光谱仪，包括：进样装置1，反应催化装置2，气液分离装置3，废液处理装置4，气源5，温湿度控制装置6，传感器7和控制处理器8。

所述进样装置1，反应催化装置2，气液分离装置3和废液处理装置4依序连接：进样装置1用以输入实验样品，反应催化装置2用以混合实验样品与试剂、反应生成目标气体和废液。气液分离装置3用以将反应催化装置2反应生成的目标气体与废液相分离；废液处理装置4用以接收并处理气液分离装置3所分离出来的废液。

所述气源5，气液分离装置3，温湿度控制装置6，传感器7依序连接：气源5用以对气液分离装置3鼓入载气，将目标气体从气液分离装置3中压出；温湿度控制装置6用以对由气液分离装置3中压出的目标气体的温度和湿度进行自动调节；传感器7用以感应并检测经温湿度控制装置6调节温度和湿度后的目标气体的含量和组分。

控制处理器8分别连接进样装置1、气源5和传感器7，用以与传感器7实现数据交互并控制进样装置1和气源5工作。

具体的，所述温湿度控制装置6包括气体传输管路61，温度传感器62，温度调节器63，湿度传感器64，湿度调节器65和温湿度控制器66。其中，气体传输管路61的两端分别连接气液分离装置3和传感器7。用以将气液分离装置3中压出的目标气体传输至传感器7中；所述温度传感器62，温度调节器63，湿度传感器64，湿度调节器65分别连接气体传输管路61；所述温湿度控制器66分别与温度传感器62，温度调节器63，湿度传感器64，湿度调节器65相连接。温度传感器62感应气体传输管路61中的目标气体温度并将感应值反馈至温湿度控制器66，温湿度控制器66根据该感应值控制温度调节器63将气体传输管路61中的目标气体温度调整为理想值；湿度传感器64感应气体传输管路61中的目标气体湿度；并将感应值反馈至温湿度控制器66，温湿度控制器66根据该感应值控制湿度调节器65将气体传输管路61中的目标气体湿度调整为理想值。

为了利用较小的空间实现了较长的气体传输管路长度，加大了温度感应器，湿度感应器，温度调节器和湿度调节器对目标气体的接触面积，所述气体传输管路61采用螺旋盘管。

在本例中：所述温度传感器62采用双金属温度计。所述温度调节器63包括发热温控器和制冷温控器，其中发热温控器采用电磁加热器，所述制冷温控器采用压缩制冷机。所述湿度传感器64采用电解质湿敏元件。所述湿度调节器采用制冷器。

实施例2：在本例中，所述温度传感器62采用玻璃液体温度计。温度调节器63包括发热温控器和制冷温控器，所述发热温控器采用电阻加热器；所述制冷温控器采用半导体制冷器。所述湿度传感器64采用高分子材料湿敏元件；所述湿度调节器采用制冷器。

实施例3：本例中，所述温度传感器62采用压力式温度计。温度调节器63包括发热温控器和制冷温控器，所述发热温控器采用红外加热器；所述制冷温控器采用压缩制冷机。所述湿度传感器64采用热敏电阻式湿度传感器。所述湿度调节器采用制冷器。

实施例4：本例中，所述温度传感器62采用温差电偶。温度调节器63包括发热温控器和制冷温控器，所述发热温控器采用微波加热器；所述制冷温控器采用压缩制冷机。所述湿度传感器64采用超声波式湿度传感器。所述湿度调节器采用干燥器或制冷器。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种气相分子吸收光谱仪，其特征在于包括：

进样装置（1）：用以输入实验样品；

反应催化装置（2）：连接进样装置（1），用以混合实验样品与试剂，反应生成目标气体和废液；

气液分离装置（3）：连接反应催化装置（2），用以将反应催化装置（2）反应生成的目标气体与废液相分离；

废液处理装置（4）：连接气液分离装置（3），用以接收并处理废液；

气源（5）：连接气液分离装置（3），用以对气液分离装置（3）鼓入载气，将目标气体从气液分离装置（3）中压出；

温湿度控制装置（6）：连接气液分离装置（3），用以对由气液分离装置（3）中压出的目标气体的温度和湿度进行自动调节；

传感器（7）：连接温湿度控制装置（6），用以感应并检测经温湿度控制装置（6）调节温度和湿度后的目标气体的含量和组分；

控制处理器（8）：分别电气连接进样装置（1）、气源（5）和传感器（7），用以与传感器（7）进行数据交互并控制进样装置（1）和气源（5）工作。

2.如权利要求1所述一种气相分子吸收光谱仪，其特征在于，所述温湿度控制装置（6）包括：

气体传输管路（61）：连接气液分离装置（3）和传感器（7），用以将气液分离装置（3）中压出的目标气体传输至传感器（7）中；

温度传感器（62）：连接气体传输管路（61），用以感应气体传输管路（61）中的目标气体温度；

温度调节器（63）：连接气体传输管路（61），用以调节气体传输管路（61）中的目标气体温度；

湿度传感器（64）：连接气体传输管路（61），用以感应气体传输管路（61）中的目标气体湿度；

湿度调节器（65）：连接气体传输管路（61），用以调节气体传输管路（61）中的目标气体湿度；

温湿度控制器（66）：分别连接温度传感器（62），温度调节器（63），湿度传感器（64）和湿度调节器（65），用以与温度传感器（62）和湿度传感器（64）进行数据交互并控制温度调节器（63）和湿度调节器（65）工作。

3.如权利要求2所述一种气相分子吸收光谱仪，其特征在于：所述气体传输管路（61）采用螺旋盘管。

4.如权利要求2所述一种气相分子吸收光谱仪，其特征在于：所述温度传感器（62）采用双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻、温差电偶中的任一种。

5.如权利要求2所述一种气相分子吸收光谱仪，其特征在于：温度调节器（63）包括发热温控器和制冷温控器，所述发热温控器采用电磁加热器、电阻加热器、红外加热器、微波加热器中的任一种；所述制冷温控器采用半导体制冷器或压缩制冷机。

6.如权利要求2所述一种气相分子吸收光谱仪，其特征在于：所述湿度传感器（64）采用电解质湿敏元件、高分子材料湿敏元件、金属氧化物膜湿敏元件、金属氧化物陶瓷湿敏元件、热敏电阻式湿度传感器、红外线吸收式湿度传感器、微波式湿度传感器、超声波式湿度传感器中的任一种。

7.如权利要求2所述一种气相分子吸收光谱仪，其特征在于：所述湿度调节器（65）采用干燥器或制冷器。