本实用新型属于气体检测领域，具体涉及一种基于紫外吸收光谱和氧气传感器的烟气分析仪。
背景技术：
随着我国对环保事业的重视，近两年来，国家急需用于污染源监测的分析仪器。作为污染源自动监测产品站的核心设备，气体分析仪在整个监测过程中有着举足轻重的作用。其中，烟气分析仪利用被测气体在特定紫外光谱的吸收，即紫外波段差分吸收光谱(DOAS)来测定气体的浓度。该项技术在环保气体监测领域有着成熟的应用和广泛的市场，差分吸收光谱的工作原理是利用分子的窄带吸收光谱来辨别气体的成分，通过其吸收谱的强度推导被测气体的浓度。与红外光谱相比，紫外光谱对于气体的区分度更高，因此紫外光谱常用于对硫化物和氮化物气体浓度的在线测量。
差分吸收光谱连续监测系统的工作原理为：高功率氙弧发射光源发射紫外、可见光谱，然后经过透凸镜扩散为能量均匀的平行光束通过充满被测试样的测量室，在测量室的另一端利用另一个凸透镜将接收光谱聚焦，由于气体分子的吸收作用，接收光谱与发射光谱相比产生能量损失，这样可以用紫外光谱仪将被吸收后的光谱采集。获得足够的数据后，就可以建立起吸收光谱数据库，通过吸收光谱与参比光谱对照，由计算机进行数据处理，可以对被测气体成分作定性分析；通过测量光谱吸收强度，可以定量计算出被测气体的浓度。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本实用新型的目的是提出一种烟气分析仪，以解决烟气快速检测的问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本实用新型提出一种烟气分析仪，分析仪包括信息采集系统、信息处理系统、整机供电系统和外设模块；其中，
信息采集系统用于烟气信息的采集，包括光谱采集系统和氧气传感器；光谱采集系统用于采集气体吸收光谱数据；氧气传感器用于采集氧气浓度数据；信息采集系统将采集的数据发送至信息处理系统；
信息处理系统用于对外设模块进行控制以及对信息采集系统采集的数据进行浓度解算处理，包括工控机和触控显示屏；工控机用于对外设模块进行控制以及对信息采集系统采集的数据进行浓度解算处理；触控显示屏用于向工控机输入对外设模块的控制参数，并对工控机的数据处理结果进行显示；
整机供电系统用于对整机提供直流供电；
外设模块包括电平控制模块、氧气传感器转接电路和电流环模块；电平控制模块用于控制信息采集系统中光源的参数；氧气传感器转接电路用于对氧气传感器进行供电并将氧气传感器采集的数据发送至工控机；电流环模块用于获取工控机的控制参数，并将信息采集系统采集到的浓度数据转换为电流信号进行输出。
进一步地，整机供电系统包括防浪涌模块、直流转换模块和电源转接板；防浪涌模块用于整机供电的浪涌保护；直流转换模块用于将市电电压转换为直流电压；电源转接板用于将直流电压分别提供至信息采集系统、信息处理系统和外设模块。
进一步地，直流转换模块为220V-12V直流转换模块。
进一步地，光谱采集系统包括发光模块、多次反射式样品池和光谱仪；发光模块用于提供紫外波段的发射光源；多次反射式样品池用于被测气体的紫外光谱吸收；光谱仪用于接收光谱信息并将光谱信息转换为电信号发送至工控机。
进一步地，发光模块包括高压驱动模块和作为光源的氙灯；高压驱动模块用于驱动氙灯按照电平控制模块给定的频率参数进行发光。
进一步地，多次反射式样品池通过多模光纤与光谱仪连接。
进一步地，工控机通过USB接口与光谱仪连接。
进一步地，工控机通过串口与外设模块连接。
进一步地，工控机为x86小型工控机。
(三)有益效果
本实用新型提出的烟气分析仪能够实现烟气的快速检测且便于携带，方便使用。
附图说明
图1为本实用新型实施例的烟气分析仪整机结构图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
本实施例提出的烟气分析仪包括信息采集系统、信息处理系统、整机供电系统和外设模块，如图1所示。该烟气分析仪能够实现对SO2、NO及O2气体的实时测量。
信息采集系统用于实现对紫外波段SO2和NO的吸收光谱以及O2气体浓度的采集，包括光谱采集系统和氧气传感器。光谱采集系统包括发光模块、多次反射式样品池和光谱仪。其中，发光模块包括高压驱动模块和作为光源的氙灯，高压驱动模块驱动氙灯按照电平控制模块给定的频率参数进行发光。氙灯直接固定在多次反射式样品池上，与之刚性连接，发出的紫外波段的光谱直接传送到多次反射池内部。多次反射式样品池用于被测气体的紫外光谱吸收。光谱仪用于接收光谱信息并将光谱信息转换为电信号发送至信息处理系统的x86小型工控机。氧气传感器单独实现对氧气浓度的测量。
实际测量过程中，被测气体由进气口经面板式流量计通入样品池内部，在样品池内部循环的过程中充斥到多次反射式样品池内部，多次反射光路上传播的紫外波段光谱立即产生吸收信号，由多模光纤传输到光谱仪内部并转换为电信号，通过线缆直接传送到x86小型工控机内部信息处理程序进行SO2和NO浓度解算。随后被测气体流经氧气测量气室，由氧气电化学传感器进行氧气浓度的测量，并将氧气浓度信息传输到x86小型工控机内部进行校准并输出。x86小型工控机通过外设模块实现对氧气传感器的供电与控制。
信息处理系统的x86小型工控机通过USB接口与光谱仪连接，实现对光谱仪内部参数的设定预读取，并实时采集紫外光谱信息；通过串口与外设模块连接，用于对外设模块进行控制以及对信息采集系统采集的数据进行浓度解算处理，实现SO2和NO浓度解算和三种被测气体测量结果的触控屏显示。触控显示屏用于向x86小型工控机输入对外设模块的控制参数，并对x86小型工控机的数据处理结果进行显示。
整机供电系统包括防浪涌模块、直流转换模块和电源转接板。防浪涌模块用于整机供电的浪涌保护，直流转换模块为220V-12V直流转换模块，用于将220V市电电压转换为12V直流电压，电源转接板用于将12V直流电压分别提供至信息采集系统、信息处理系统和外设模块。
外设模块包括电平控制模块、氧气传感器转接电路和电流环模块。电平控制模块用于控制信息采集系统中光源的的频率信号输入，按照程序要求控制光源的发光状态，使之与光谱仪参数相匹配。氧气传感器转接电路用于对氧气传感器进行供电并将氧气传感器采集的数据发送至x86小型工控机，电流环模块用于获取x86小型工控机的控制参数，并将信息采集系统采集到的气体浓度信息转换为4-20mA电流信号进行输出。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。