CN206594053U - 一种自适应傅里叶红外气体分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自适应傅里叶红外气体分析仪，所述红外气体分析仪包括依次连接的光源模块、干涉仪模块、气室模块、探测器模块、数据采集模块和数据分析模块，其特征在于，所述红外气体分析仪还包括相连接的湿度计模块和电路控制模块，所述电路控制模块与所述气室模块连接，用于对所述气室模块的温度进行控制。本实用新型的傅里叶红外气体分析仪，便于现场应急监测，可自适应现场工况，调节气室温度，实现仪器的因况而宜。本方案的设计，实现了目前仪器对现场的一对多的对应关系，解决了现在的多对多的对应问题。

Description

一种自适应傅里叶红外气体分析仪

技术领域

本实用新型总的涉及红外气体分析仪领域，具体涉及一种自适应傅里叶红外气体分析仪。

背景技术

在气体分析领域，现在主要采用色谱、光谱、质谱三种分析技术。基于质谱仪器昂贵，色谱技术分析周期长，光谱吸收分析方法快速、价格中等的特征，光谱分析技术应用越来越广泛。同时，由于气体指纹区大多为中红外波段，覆盖中红外波段的傅里叶红外气体分析仪在多种气体组分同时、快速、高效测量领域中发挥着越来越大的作用。

针对便携式傅里叶红外气体分析仪，现在的情形多是针对不同工况，提供不同类型的便携式傅里叶红外气体分析仪，即仪器对现场的一对多情形，例如：针对高温高湿工况，选择180度气室全程高温伴热方式的便携式傅里叶红外气体分析仪；针对低湿工况，选择常温或50度气室的便携式傅里叶红外气体分析仪等。因而仪器与工况环境的对应基本上是多对多的情况。这就使得针对不同环境需要准备不同的红外气体分析仪，给工作造成了很大的不便，而且制造多个仪器成本高昂。

因此，为了解决现有技术傅里叶红外气体分析仪与环境多对多的问题，使得一种傅里叶红外气体分析仪就能适应不同的现场工况，需要设计一种自调节气室温度的分析仪，使得仪器能实现因况而宜，与现场形成一对多的对应关系。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自适应傅里叶红外气体分析仪，以自动调节被测气体的气室温度，使得傅里叶红外气体分析仪适应不同的现场工况。

本实用新型旨在提供一种自适应傅里叶红外气体分析仪，所述红外气体分析仪包括依次连接的光源模块、干涉仪模块、气室模块、探测器模块、数据采集模块和数据分析模块，所述红外气体分析仪还包括相连接的湿度计模块和电路控制模块，所述电路控制模块与所述气室模块连接，用于对所述气室模块的温度进行控制。

进一步地，上述的红外气体分析仪，所述湿度计模块与所述气室模块之间通过三通电磁阀连接，所述湿度计模块的入口连接样气入口；所述三通电磁阀的一端连接湿度计模块的出口，所述三通电磁阀的第二端连接气室模块的入口，所述三通电磁阀的第三端连接样气出口，用于实现气路切换。

上述的红外气体分析仪，所述光源模块为红外光源。

上述的红外气体分析仪，所述干涉仪模块为迈克尔逊干涉仪。

上述的红外气体分析仪，所述气室模块为长光程多次反射气室。

上述的红外气体分析仪，所述探测器模块为光电探测器。

本实用新型设计的自适应傅里叶红外气体分析仪，通常为便携式分析仪，便于现场应急监测，当然也可以是在线分析仪；本方案设计的自适应傅里叶红外气体分析仪，可自适应现场工况，自动调节气室温度，能应用于不同的工况，实现仪器的因况而宜。本方案的设计，实现了仪器与现场的一对多的对应，解决了现在的多对多的对应问题。

附图说明

图1为本实用新型各模块连接的结构示意图；

图2为本实用新型气路连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型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实用新型的方案以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，而不是对本实用新型的限制。

本实用新型的技术方案设计思路是，首先判断样气工况，根据检测的工况情况，使气室温度自适应调节，待气室温度稳定后，就可以直接测量样气，从而实现仪器的自适应调节功能，达到仪器与现场的一对多的对应关系。

具体地，如图1所示，本实用新型的自适应傅里叶红外气体分析仪包括：光源模块，为红外光源，具体可为SiC材质中红外光源；干涉仪模块，用于产生干涉信号，可为迈克尔逊干涉仪，比如具体可选用扭摆式角镜干涉仪，以实现在较小空间内产生较大的光程差，提高分辨率；气室模块，为长光程多次反射气室，用于提高分析气体浓度的检测限；探测器模块，可为光电探测器，比如MCT探测器，为-37°电制冷温度，用于检测光信号并输出为电信号；湿度计模块，通过湿度计，得到样气的湿度，进而可用于后续的温度调节；数据采集模块，用于对电信号并进行放大；数据分析模块，用于对数据进行分析、处理；电路控制模块，根据检测到的湿度对气室温度调节，使其达到与检测湿度相对应的温度设定值。

光源模块、干涉仪模块为光信号产生端，光源模块、干涉仪模块依次连接后再与气室模块连接，使得光与被测气体经气室模块后形成携带样气信息的光信号。

探测器模块再与气室模块连接，使得光信号再经过探测器模块后实现光信号向电信号的转变。数据采集模块再与探测器模块连接，数据采集模块采集电信号并进行放大。最后数据分析模块再与数据采集模块连接，由数据分析模块对数据进行分析、处理，根据指纹区谱图，结合算法，实现被测样气的定性、定量。

其中，湿度计模块得到样气的绝对湿度，然后根据绝对湿度大小，电路控制模块对气室模块进行温度控制，从而实现仪器对样气的自适应调节。

湿度计模块可与气室模块可通过三通电磁阀连接，使得气体从湿度计的入口进入后选择进入气室或直接排出，即电路控制模块检测的气室模块温度不达标时使气体不进入气室，直接被排出，直到电路控制模块调节气室的温度达标后，使从湿度计模块进入的气体输入气室，进行气体检测。

湿度计模块可与气室模块的气路连接示意图如图2所示，湿度计模块与气室模块之间通过三通电磁阀连接，湿度计模块的入口连接样气入口；三通电磁阀一端连接湿度计模块的出口，一端连接气室模块的入口，一端连接样气出口，用于实现气路切换。具体实现过程如下：

样气从入口进入湿度计模块，三通电磁阀闭合，气室温度不达标，样气直接从出口排出；

气室温度达到自适应调节所需温度之后，三通电磁阀打开，经过湿度计模块的样气进入气室模块，然后再排出。

从上述内容可看出，本方案设计的自适应傅里叶红外气体分析仪，可自适应现场工况，自动调节气室温度，能应用于不同的工况，实现仪器的因况而宜。本方案的设计，实现了仪器与现场的一对多的对应，解决了现在的多对多的对应问题。

实施例

便携式自适应傅里叶红外气体分析仪采用SiC材质的红外光源，光源的波长范围为2-12um，采用扭摆式角镜干涉仪，气室为7.2m长光程多次反射气室，采用4级电制冷MCT探测器，并内部集成了湿度计模块、探测器模块、数据采集模块和数据分析模块、电路控制模块，进行现场VOCs(挥发性有机物)的测试，对50°、180°两种被测气体环境检测。

具体测试步骤如下：

1.连接电源，打开仪器。

2.进行仪器自检。

3.对抽取样气进行湿度检测。

4.根据测得的湿度，决定气室控制温度

5.针对50°情形：

电路控制模块对气室加热，恒定在50°后，气路三通电磁阀切换，使其接通气室。

先通入空气或者氮气进行零点测量。

再通入样气，进行样气测量，与零点进行比对、转换，得到样气的吸光度谱图，通过对吸光度谱图进行谱图解析，计算得到样气浓度。

6.测试完毕之后，首先要通入空气或者氮气，对管路及气室进行吹扫。

7.待测试结果回归0左右，关闭仪器电源，测试结束。

5’.针对180°情形：

电路控制模块对气室加热，恒定在180°后，气路三通电磁阀切换，使其接通气室。

先通入空气或者氮气进行零点测量。

再通入样气，进行样气测量，与零点进行比对、转换，得到样气的吸光度谱图，通过对吸光度谱图进行谱图解析，计算得到样气浓度。

6’.测试完毕之后，首先要通入空气或者氮气，对管路及气室进行吹扫。

7’.待测试结果回归0左右，关闭仪器电源，测试结束。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种自适应傅里叶红外气体分析仪，所述红外气体分析仪包括依次连接的光源模块、干涉仪模块、气室模块、探测器模块、数据采集模块和数据分析模块，其特征在于，所述红外气体分析仪还包括相连接的湿度计模块和电路控制模块，所述电路控制模块与所述气室模块连接，用于对所述气室模块的温度进行控制。

2.如权利要求1所述的红外气体分析仪，其特征在于，所述湿度计模块与所述气室模块之间通过三通电磁阀连接，所述湿度计模块的入口连接样气入口；所述三通电磁阀的一端连接所述湿度计模块的出口，所述三通电磁阀的第二端连接所述气室模块的入口，所述三通电磁阀的第三端连接样气出口，用于实现气路切换。

3.如权利要求1所述的红外气体分析仪，其特征在于，所述光源模块为红外光源。

4.如权利要求1所述的红外气体分析仪，其特征在于，所述干涉仪模块为迈克尔逊干涉仪。

5.如权利要求1所述的红外气体分析仪，其特征在于，所述气室模块为长光程多次反射气室。

6.如权利要求1所述的红外气体分析仪，其特征在于，所述探测器模块为光电探测器。