在线式量子气体分析仪的制作方法

文档序号:14517664阅读:136来源:国知局

本发明涉及一种在线分析领域,具体的说是在线式量子气体分析仪。



背景技术:

在工业应用领域中,常常要对各种工艺介质的成分进行在线分析检测,以便进行更好、更安全、更环保等各种需要的工艺控制。我们常见的气体分析仪有气相色谱仪,磁氧分析仪,氧化锆分析仪,红外分析仪,热导式分析仪,激光分析仪等,这些分析原理各不相同,使用的传感器也不一样,精度、响应速度、重复性也都不一样,但是都有各自的局限性。

在量子技术高速发展的今天,已经出现了量子通信、量子计算机、量子雷达等技术,实际上,利用量子理论和相关的技术,还可以应用在更加广泛的领域。



技术实现要素:

本发明旨在克服现有技术的缺陷,提供一种在线式量子气体分析仪,可以在线实时检测工业领域中绝大多数工艺气体的某种或多种成分含量,替代了传统的气体分析仪,实现了气体在线式分析的分布式一体化解决方案。

为了解决上述技术问题,本发明是这样实现的:

一种在线式量子气体分析仪,其特征在于:它包括主机、检测柜和检测探头,所述检测柜内包括光源发生器、光通道、光量子纠缠制备晶体、光量子传送模块和光量子分析模块;

所述光源发生器通过光通道连通光量子纠缠制备晶体,光量子纠缠制备晶体通过光通道连通光量子传送模块,光量子传送模块分别通过光纤和光通道连通检测探头和光量子分析模块;光量子分析模块均通过通讯总线与主机连接;检测探头端部为蓝宝石窗口。

所述的在线式量子气体分析仪,其特征在于:所述光源发生器为可插拔可扩展式光源发生器。

本发明的有益效果是:利用了量子纠缠效应,根据实验验证,具有纠缠态的两个粒子无论相距多远,只要一个发生变化,另外一个也会瞬间发生变化,它可以使用不同的光量子,来对应分析不同的气体成分,同时安装可插拔式的模块化光量子分析模块和光源模块,可以同时分析多种成分,以及进行多通道分布式的,多检测点的成分分析。由此可以实现一个工艺段甚至整个车间、分厂只用一台量子在线气体分析仪系统,既可以实现所需要的所有工艺检测点的各个成分的分析。

本发明不但响应速度快,分析精确,重复性高,而且测点多、待测成分多时可以显著提高性价比(一台分析仪即可分析所有测点、所有成分),同时维护量极小,比传统的必须要预处理装置的、备件费用高、维护成本高的分析仪系统,量子分析仪的优势是不言而喻的。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明:

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示:一种在线式量子气体分析仪,它包括主机1、检测柜2和检测探头3,所述检测柜内包括光源发生器4、光通道5、光量子纠缠制备晶体6、光量子传送模块7和光量子分析模块8;所述光源发生器为可插拔可扩展式光源发生器。

所述光源发生器通过若干光通道连通光量子纠缠制备晶体,光量子纠缠制备晶体通过若干光通道分别连通相应数量的光量子传送模块,图中光量子传送模块简画了两个,光量子传送模块分别通过光纤9和光通道连通检测探头和光量子分析模块;光量子分析模块均通过通讯总线11与主机连接;检测探头端部为蓝宝石窗口10。

当需要检测一种新的气体成分时,首先需要根据气体的种类选择对该气体敏感的特定波长的光波,用传统物理表述即该波长的光波易被此种气体吸收,从量子理论解释实际上是因为此种气体对该波长的光量子有干扰使得光量子产生了量子坍塌,选定了特定波长的光波后,就可以根据波长选择特定的光源发生器,光源发生器为可插拔可扩展式设计,可以直接插入到扩展槽里;当光源发生器产生了特定波长的光波以后,通过特制光通道,进入到光量子纠缠制备晶体,通过光量子纠缠制备晶体,可以制备出具有纠缠态的一对光量子,把这对光量子传送到光量子传送模块中,使其中一个传送到检测探头(称为光量子a),另外一个传送到光量子分析模块(称为光量子b),此时先用光量子分析模块对光量子b进行一次观察检测,光量子b会产生坍塌同时处于纠缠态的光量子a也产生相应的坍塌,检测后得到的结果是坍塌后的量子态l0;接下来把传送到检测探头的光量子a通过探杆前端的蓝宝石窗口送入到工艺介质中,由于工艺介质中存在的待测气体对光量子a产生了干扰,使得光量子a又产生了量子坍塌,此时光量子分析模块中的另一个光量子b同时也会产生相应的量子坍塌,此时的量子态为未知量子态l1(此量子态与待测气体的浓度有特定的关系);接下来再利用光量子分析模块对光量子b进行观察检测,光量子b产生量子坍塌,同时光量子a产生相应的量子坍塌,得到的检测结果是坍塌之后的量子态l2,每次检测到的量子态都通过光量子分析模块转化成数字信号送入到分析主机里去进行存储和计算,通过对这些量子态数据的变换和计算,最终得到了需要检测的气体成分含量值。

本发明实现了工业生产中气体工艺介质的气体成分的在线分析,通过可插拔可扩展式的模块化设计以及分布式检测探头的设计,可以达到一个工艺段甚至整个车间、分厂只用一台量子在线气体分析仪系统,既可以实现所需要的所有工艺检测点的各个成分的分析。通过量子技术的应用,提高分析的准确性,降低成本,减少气体成分分析设备的维护量和故障率,提高工业在线式气体分析仪器的技术水平。



技术特征:

技术总结
本发明涉及一种在线式量子气体分析仪,它包括主机、检测柜和检测探头,检测柜内包括光源发生器、光通道、光量子纠缠制备晶体、光量子传送模块和光量子分析模块;所述光源发生器为可插拔可扩展式光源发生器;光源发生器通过光通道连通光量子纠缠制备晶体,光量子纠缠制备晶体通过光通道连通光量子传送模块,光量子传送模块分别通过光纤和光通道连通检测探头和光量子分析模块;光量子分析模块均通过通讯总线与主机连接;检测探头端部为蓝宝石窗口。本发明可以在线实时检测工业领域中绝大多数工艺气体的某种或多种成分含量,实现了气体在线式分析的分布式一体化解决方案。

技术研发人员:吴迪
受保护的技术使用者:上海中冶横天智能科技股份有限公司
技术研发日:2016.11.16
技术公布日:2018.05.25
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