专利名称：二氧化硫分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及环境监测中的气体分析仪器，尤其是涉及一种在污染性空气中检 测二氧化硫气体含量的二氧化硫分析仪。
背景技术：
二氧化硫是一种重要的环境污染气体，随着经济的发展，二氧化硫排放量不断增 加，造成严重的城市污染和酸雨蔓延。二氧化硫已经被多数城市列为常规测量项目，并作为 环境统计申报内容之一，准确、快速的检测二氧化硫的浓度在环境保护、环境监测、环境预 警、污染源控制、评价烟气脱硫装置性能等领域中具有重要作用。当前市场上二氧化硫分析仪的原理中，非分散红外吸收法测量二氧化硫成本低 较，但测量精度不高，只适合测量高浓度的二氧化硫；紫外荧光法测量二氧化硫成本很高， 测量范围小，不能广泛应用；而实验室化学方法测量二氧化硫时间长，不能用于在线监测， 不能快速反应当前排放的二氧化硫情况。这些二氧化硫分析仪普通存在着交叉干扰、测量 时间长和测量精度较差等缺点，不能很好的满足在线监测的需要。
发明内容针对以上市场上二氧化硫分析仪存在的种种问题，本实用新型目的在于提供一种 基于气体滤波技术的紫外吸收法，能准确、大范围、短时间测量二氧化硫气体含量的二氧化 硫分析仪。本实用新型是通过以下技术措施实现，一种二氧化硫分析仪，包括紫外光源，位于 紫外光源正前方的滤光片，位于滤光片前方的透镜，该透镜的一个焦点与紫外光源的发光 点重合，位于透镜前方与透镜主光轴平行可透光的气体滤波器，位于气体滤波器正前方与 透镜主光轴平行可透光的测量室和参比室，位于测量室和参比室前方能分别接收到透过测 量室和参比室光信号的二个光电转换器，连接该二个光电转换器并能分析处理由光电转换 器传递来的电信号的处理器，其中气体滤波器由二个气体滤波单元和调节装置组成，每个 气体滤波单元由一个密封的高浓度二氧化硫气室和一个密封的氮气室组成，该气体滤波器 在调节装置的带动下旋转，使从滤光片和透镜发射来的平行紫外光线能交替透过高浓度二 氧化硫气室或氮气室进入测量室或参比室；测量室设置有进气口和排气口，待测气体由进 气口进入，由排气口排出；参比室为充有高纯度的氮气的密闭气室。其中紫外光源为氘灯，发射光波的波长范围是190-400nm，透镜起到聚光的作用， 光源发出的是发散光，经透镜会聚后成平行光束后，进入测量室和参比室，透镜材料优选透 过率大于90 %的紫外融熔石英材料，气体滤波器的调节装置优选电机，光电转换器优选硅 光电二极管。滤光片优选中心波长300nm、半带宽为lOnm窄带干涉型滤光片，紫外光源发出的 光，经滤光片滤光后，只让280-320nm的光进入测量室和参比室，280-320nm是二氧化硫的 特征吸收波段，经滤光片滤光后，可以使测量不受其他干扰气体的影响。[0008]气体滤波器的高浓度二氧化硫气室的二氧化硫浓度大于lOOOOppm，足以吸收全部 的二氧化硫特征光谱。本实用新型工作时，氮气室位于透镜和测量室之间时，测量室内通入待测气体，待 测气体中的二氧化硫吸收部分测量光束能量，吸收后的光束强度被光电转换器探测，作为 测量信号，用^表示，此时高浓度二氧化硫气室位于透镜和参比室之间时，参比室内充入纯 氮气，对参考光束没有吸收，经参比室的光束被光电转换器探测，作为参考信号，用12表示； 转动调节装置使氮气室位于透镜和参比室之间，这时光电转换器测量到的是光源本身的信 号，不受任何气体的吸收，作为光源信号，用13表示；二氧化硫的浓度c = klnta^Ii)/ (I3_I2)]，C是二氧化硫浓度，k是与系统相关的系数，I” 12、13分别是测量信号、参考信号 和光源信号。本实用新型由于采用高纯度的氮气的气室作为参比室，且气体滤波器在调节装置 的带动下旋转，使从滤光片和透镜发射来的平行紫外光束能交替透过高浓度二氧化硫气室 或氮气室进入测量室或参比室，从而得到不同状态下紫外吸收光谱转换的测量信号、参考 信号和光源信号，分析检测出待测气体中二氧化硫的浓度。因此本实用新型具有不受其他 共存气体干扰，测量精度高、分辨率高等优点。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为气体滤波器不同状态下本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。如图1、图2所示的二氧化硫分析仪，包括发射波长范围是190-400nm的光波的氘 灯1，位于氘灯1正前方的中心波长300nm、半带宽为lOnm窄带干涉型滤光片2，位于滤光片 2前方紫外融熔石英材料的透镜3，该透镜3的一个焦点与氘灯1的发光点重合，位于透镜 3前方与透镜3主光轴平行可透光的气体滤波器4，位于气体滤波器4正前方与透镜3主光 轴平行可透光的测量室6和参比室7，位于测量室6和参比室7前方能分别接收到透过测量 室6和参比室7光信号的二个硅光电二极管9、11，连接该二个硅光电二极管9、11并能处理 分析由硅光电二极管9、11传递来的电信号的处理器10，其中气体滤波器4由二个气体滤 波单元和电机401组成，每个气体滤波单元由一个密封的二氧化硫浓度为lOOOOppm的二氧 化硫气室403和一个密封高纯度氮气的氮气室402组成，该气体滤波器4在电机401的带 动下旋转，使从滤光片2和透镜3发射来的平行紫外光束能交替透过二氧化硫气室403或 氮气室402进入测量室6或参比室7 ；测量室6设置有进气口 5和排气口 8，待测气体由进 气口 5进入，由排气口 8排出；参比室7为充有高纯度的氮气的密闭气室。工作时，氘灯1发出190-400nm波长的连续光，经窄带干涉型滤光片2滤光成 280-320nm的紫外光，经透镜3聚光成平行光束后，进入气体滤波器4，如图1所示氮气室 402位于透镜3和测量室6之间时，氮气室402与测量室6在同一光路，测量室6内通入待测 气体，待测气体中的二氧化硫吸收部分测量光束能量，吸收后的光束强度被硅光电二极管9 探测，作为测量信号，用^表示，此时高浓度二氧化硫气室403位于透镜3和参比室7之间时，二氧化硫气室403与参比室7在同一光路，参比室7内充有纯氮气，对参考光束没有吸 收，经参比室7的光束被参比室7前的硅光电二极管11探测，作为参考信号，用12表示；电 机401工作使氮气室402位于透镜3和参比室7之间如图2，氮气室402与参比室7在同一 光路，这时参比室7前的硅光电二极管11测量到的是光源本身的信号，不受任何气体的吸 收，作为光源信号，用13表示；光电二极管9或光电二极管11测量到光源信号、测量信号、 参考信号后，进行光电转换，并送给处理器10进行放大、滤波等处理，计算待测气体中的二 氧化硫浓度，计算公式为C = klntafliVafl^LC是二氧化硫浓度，k是与系统相关的 系数，Ip 12、13分别是测量信号、参考信号和光源信号。 以上是对本实用新型二氧化硫分析仪的结构进行了阐述，用于帮助理解本实用新 型，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本实用新型原 理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的 保护范围之内。
权利要求一种二氧化硫分析仪，其特征在于包括紫外光源，位于紫外光源正前方的滤光片，位于滤光片前方的透镜，该透镜的一个焦点与紫外光源的发光点重合，位于透镜前方与透镜主光轴平行可透光的气体滤波器，位于气体滤波器正前方与透镜主光轴平行可透光的测量室和参比室，位于测量室和参比室前方能分别接收到透过测量室和参比室光信号的二个光电转换器，连接该二个光电转换器并能处理分析由光电转换器传递来的电信号的处理器，其中所述气体滤波器由二个气体滤波单元和调节装置组成，每个气体滤波单元由一个密封的高浓度二氧化硫气室和一个密封的氮气室组成，该气体滤波器在调节装置的带动下旋转，使从滤光片和透镜发射来的平行紫外光线能交替透过高浓度二氧化硫气室或氮气室进入测量室或参比室；所述测量室设置有进气口和排气口，待测气体由进气口进入，由排气口排出；所述参比室为充有高纯度的氮气的密闭气室。
2.根据权利要求1所述的二氧化硫分析仪，其特征在于所述紫外光源为氘灯，发射光 波的波长范围是190-400nm。
3.根据权利要求1所述的二氧化硫分析仪，其特征在于所述透镜的材料是紫外融熔 石英平凸透镜，半径是20mm，焦距是200mm。
4.根据权利要求3所述的二氧化硫分析仪，其特征在于所述滤光片是窄带干涉型滤 光片，中心波长300nm，半带宽为10nm。
5.根据权利要求1所述的二氧化硫分析仪，其特征在于所述气体滤波器密封的高浓 度二氧化硫气室的二氧化硫浓度大于lOOOOppm。
6.根据权利要求1所述的二氧化硫分析仪，其特征在于所述气体滤波器的调节装置 为电机。
7.根据权利要求1所述的二氧化硫分析仪，其特征在于所述光电转换器优选硅光电二极管。
专利摘要本实用新型公开了一种二氧化硫分析仪，包括紫外光源，位于紫外光源正前方的滤光片，位于滤光片前方的透镜，该透镜的一个焦点与紫外光源的发光点重合，位于透镜前方与透镜主光轴平行可透光的气体滤波器，位于气体滤波器正前方与透镜主光轴平行可透光的测量室和参比室，位于测量室和参比室前方能分别接收到透过测量室和参比室光信号的二个光电转换器，连接该二个光电转换器并能处理分析由光电转换器传递来的电信号的处理器；本实用新型由于采用高纯度的氮气的气室作为参比室，且气体滤波器在调节装置的带动下旋转，使从滤光片和透镜发射来的平行紫外光束能交替透过高浓度二氧化硫气室或氮气室进入测量室或参比室，本实用新型具有不受其他共存气体干扰，测量精度高、分辨率高等优点。
文档编号G01N21/33GK201600324SQ20092026162
公开日2010年10月6日 申请日期2009年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者刘明, 王富生, 马光明 申请人:宇星科技发展(深圳)有限公司