紫外光谱烟气分析仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种紫外光谱烟气分析仪，属于烟气检测技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，市面上现存的气体分析仪主要利用紫外荧光法和可调谐激光器法，紫外荧光法可以用来测量二氧化硫，其原理是190~230 nm附近的紫外光照射到被测气体时，二氧化硫分子吸收紫外光的能量，分子受到激发从高能级返回基态时发出荧光。大气中的N2，02基本不引起“荧光淬灭效应”，激发态的S02主要通过荧光过程返回基态，利用光电倍增管接收发的荧光，紫外荧光发对S02的监测灵敏度很高，荧光光强大小即可反映出二氧化硫的浓度。该方法可以监测到ppb数量级的低浓度S02，同时动态范围和线性度很好，因此多用于空气环境质量监测。将其应用在烟气监测时，需要配备稀释法采样器，系统非常复杂。可调谐激光器(Tunable Laser )，是指在一定范围内可以连续改变激光输出波长的激光器。这种激光器的用途广泛，可用于光谱学、光化学、医学、生物学、集成光学、污染监测、半导体材料加工、信息处理和通信等。由于激光波段覆盖范围广，强度大，谱线窄，可以用于多种气体的检测。一般有两种工作方式:一种是利用被测气体的后向散射，得到污染气体在空间上的分布，基于差分吸收雷达技术。另一种是利用反射器获得光程方向上的平均浓度，透射光与发射光符合朗伯比尔定律。该方法的优势是几乎可以测量所有气体，响应快精度高。缺点是中红外区的可调谐激光器的成本太高，不同气体检测需配备不同光源，且近红外区的激光器产生的吸收谱线强度较低，不利于测量。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种在吸收光谱中剔除光强随波长缓慢变化的部分，而只留下随波长快速变化的部分，然后用快速变化部分去反演气体的浓度，从而可以避免因为光源温漂或衰减、粉尘干扰、其他气体干扰等因素引起的测量值波动和漂移的紫外光谱烟气分析仪。
[0004]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为紫外光谱烟气分析仪，包括用于存放气体的密闭气室和用于向气室内发射平行光的光源，所述密闭气室的一端设置有用于接收平行光的光纤传感器，所述光纤传感器与光谱仪相连接，所述密闭气室上设置有温度传感器和氧气传感器，密闭气室还设置有空气进气管和样气进气管，所述温度传感器、氧气传感器、光谱仪和光源均与主控单元相连接。
[0005]优选的，所述密闭气室主要由筒体、发散透镜和聚光透镜构成，所述筒体的两端分别设置有发散透镜和聚光透镜，光源设置在发散透镜的外部，聚光透镜的外部设置有端盖，所述光纤传感器安装在端盖上，所述筒体上设置有进气管和出气管，所述进气管上设置有电磁控制阀，所述空气进气管和样气进气管分别与电磁控制阀相连接，所述空气进气管上设置有采样栗，所述出气管上设置有氧气传感器。
[0006]优选的，所述主控单元上设置有人机界面和接口板，所述温度传感器、氧气传感器和光源均与接口板相连接。
[0007]优选的，所述光源为氘灯光源。
[0008]与现有技术相比，本发明具有以下技术效果:本发明利用了紫外D0AS差分吸收光谱技术，就是在吸收光谱中剔除光强随波长缓慢变化的部分，而只留下随波长快速变化的部分，然后用快速变化部分去反演气体的浓度，从而可以避免因为光源温漂或衰减、粉尘干扰、其他气体干扰等因素引起的测量值波动和漂移。同时可测量多种气体的浓度；消除了烟尘、水分、光源变化等影响因素，保证了测量的准确性和稳定性。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0011]如图1所示，紫外光谱烟气分析仪，包括用于存放气体的密闭气室1和用于向气室内发射平行光的光源2，密闭气室1的一端设置有用于接收平行光的光纤传感器3，光纤传感器3与光谱仪4相连接，密闭气室1上设置有温度传感器5和氧气传感器6，密闭气室1还设置有空气进气管7和样气进气管8，温度传感器5、氧气传感器6、光谱仪4和光源2均与主控单元9相连接。
[0012]其中，密闭气室1主要由筒体10、发散透镜11和聚光透镜12构成，筒体10的两端分别设置有发散透镜11和聚光透镜12，光源2设置在发散透镜11的外部，聚光透镜12的外部设置有端盖13，端盖13固定在筒体上且进行密封，光纤传感器3安装在端盖13上，筒体10上设置有进气管14和出气管15，进气管15上设置有电磁控制阀16，空气进气管7和样气进气管8分别与电磁控制阀16相连接，空气进气管7上设置有采样栗17，出气管15上设置有氧气传感器6。主控单元9上设置有人机界面18和接口板19，温度传感器5、氧气传感器6和光源2均与接口板19相连接。
[0013]本发明中气体采样单元主要负责采集样气和空气，然后输送至气室供其他部分测量分析，气体采样单元主要由采样栗、电磁阀、相关管路组成，采样栗负责采集外部空气，电磁阀负责切换空气与样气的输入，它们的工作状态由主控单元协调决定，采样栗的选取小体积、超低噪声、宽温度范围、寿命长、稳定性好的气体采样栗，将采样栗对气体浓度反演带来的误差降到了极致。同样电磁阀也采用优质产品，有效的降低了电磁干扰。
[0014]光源部分通过发射紫外光至气室，为气体的吸收谱测量提供了先决条件，光源的性能直接决定了分析精度、稳定性以及寿命。本分析仪选用了一款高稳定性、长寿命的氘灯光源，其工作波长能覆盖多种气体吸收谱，光谱平缓，光噪声小，紫外部分的能量较高，非常符合分析多种气体的在紫外波段的吸