專(zhuān)利名稱(chēng)：NOx分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)中的氣體分析儀器，尤其是涉及一種在污染性空氣中檢測(cè)氮 的氧化物(NOx)含量的NOx分析儀。
背景技術(shù)：
目前在固定污染源連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)中，NOx分析儀是對(duì)CEMS所抽取的 樣氣中的NOx含量進(jìn)行檢測(cè)的裝置。NOx分析儀主要是通過(guò)NOx對(duì)紅外光有選擇性吸收性 的特性來(lái)測(cè)定采樣氣體中的NOx含量。通過(guò)將光信號(hào)變?yōu)閴毫π盘?hào)再變?yōu)殡娦盘?hào)再經(jīng)信號(hào) 處理與放大，經(jīng)微處理器運(yùn)算處理，最終在前端面板的LCD上實(shí)時(shí)顯示NOx濃度。
目前紅外吸收法的NOx分析儀是通過(guò)發(fā)出特定波長(zhǎng)的紅外光，由于NOx對(duì)紅外光 有選擇性吸收，使到達(dá)接收器的紅外光的強(qiáng)度會(huì)隨混合氣體濃度的變化而相應(yīng)的變化，通 過(guò)檢測(cè)此光能差并經(jīng)信號(hào)處理后即可得出NOx的濃度。此方法測(cè)量精度較高，但存在以下 問(wèn)題1、受氣態(tài)水分子的干擾較大，當(dāng)混合氣體中的水分子含量過(guò)大時(shí)會(huì)直接影響測(cè)量值； 2、零點(diǎn)漂移周期較短，校準(zhǔn)氣體消耗量較大；3、要對(duì)混合氣體進(jìn)行脫水除塵預(yù)處理。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上市場(chǎng)上NOx分析儀存在的受氣態(tài)水分子干擾、零點(diǎn)漂移和檢測(cè)室不耐腐 蝕等不足，本發(fā)明目的在于提供一種能夠有效克服水分子對(duì)測(cè)量的影響、無(wú)明顯零點(diǎn)漂移、 氣體檢測(cè)室具較強(qiáng)耐腐蝕性的紅外吸收法的NOx分析儀。 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，一種NOx分析儀，包括紅外光源、斬波器、檢測(cè) 室、濾光片和光電傳感器，紅外光源和斬波器之間設(shè)置有分離器，斬波器與濾光片之間設(shè)置 有與檢測(cè)室平行的密封的參比室，分離器能將紅外光源發(fā)出的紅外光等量分為兩束分別穿 過(guò)檢測(cè)室和參比室的光束，在檢測(cè)室和參比室的光路出口分別設(shè)置有濾光片，參比室經(jīng)濾 光片的光路出口處設(shè)置有密封的光耦合器，光耦合器的光路出口通向光電傳感器，光電傳 感器電連接有能對(duì)光電傳感器傳輸來(lái)的電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大和信號(hào)處理的處理器，其中 參比室內(nèi)密封有不會(huì)被紅外光吸收的體積百份比為90%的氮?dú)馀c10%的氦氣；光耦合器 內(nèi)密封體積百份比2%的水蒸氣、75%的氮?dú)馀c23%的氦氣；檢測(cè)室為內(nèi)壁鍍金拋光的合 金圓筒，從而使其耐腐蝕性得到了很大的提高；處理器包括高精密、低飄移的模擬放大電路 和窄帶濾波電路。 為避免光線(xiàn)在經(jīng)過(guò)分離器、參比室和光耦合器時(shí)被吸收和發(fā)生漫反射，因此對(duì)分 離器、參比室和光耦合器的內(nèi)壁都進(jìn)行拋光處理。 工作時(shí)，首先CEMS預(yù)處理系統(tǒng)中帶有的N02_N0轉(zhuǎn)化器將樣氣中所有N02轉(zhuǎn)為N0， 并由制冷脫水裝置確保進(jìn)入本發(fā)明的樣氣的氣態(tài)水分子體積《2%，且本發(fā)明在出廠(chǎng)前要 經(jīng)過(guò)^與1120補(bǔ)償，即將^與空氣分別通入本發(fā)明的檢測(cè)室，并將數(shù)據(jù)記錄在本發(fā)明的處理 器內(nèi)作為補(bǔ)償算法的補(bǔ)償數(shù)據(jù)使用；再將處理過(guò)的樣氣充入檢測(cè)室后，紅外光經(jīng)過(guò)檢測(cè)室 時(shí)會(huì)被NO氣體與氣態(tài)水分子吸收，NO與H20其特征光譜有重疊部份，當(dāng)紅外光到達(dá)檢測(cè)室
3時(shí)會(huì)形成由NO波段與NO+H20交叉波段造成的光能衰減經(jīng)濾光片后到達(dá)傳感器，而紅外光 經(jīng)參比室后仍然是100%的特定波段紅外光能，再經(jīng)耦合器后會(huì)形成只有NO+H20交叉波段 造成的光能衰減同樣經(jīng)濾光片后到達(dá)傳感器，經(jīng)檢測(cè)室的特定波段紅外光與經(jīng)參比室+光 耦合器的特定波段紅外光在傳感器上會(huì)形成由于光能差而造成的壓力差，通過(guò)檢測(cè)該壓力 差得出NO濃度。在傳感器上的光能差=(100%的NO波段光能+N0與H20交叉吸收波段光 能)_ (NO波段光能+N0與H20交叉吸收波段光能)。 由于本發(fā)明設(shè)置有密封有氣態(tài)水分子的光耦合器，光耦合器的使用令氣態(tài)水分 子的干擾得到了消除，并且檢測(cè)室為耐腐蝕性的內(nèi)壁鍍金拋光的合金圓筒，而且后端處理 器包括的高精密、低飄移的模擬放大電路和窄帶濾波電路能明顯減緩本發(fā)明的零點(diǎn)漂移現(xiàn) 象，因此本發(fā)明具有能有效克服水分子對(duì)測(cè)量的影響、無(wú)明顯零點(diǎn)漂移、氣體檢測(cè)室具較強(qiáng) 耐腐蝕性的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 N0x分析儀，包括紅外光源1、能將紅外光源1發(fā)出的紅外光等量分為兩束光束分 離器2、分離器2后方的斬波器3、斬波器3后方平行的密封的參比室4和檢測(cè)室7、設(shè)置在 參比室4和檢測(cè)室7光路出口的濾光片5和濾光片8、參比室4經(jīng)濾光片5的光路出口處 設(shè)置有密封的光耦合器6、以及設(shè)置在光耦合器6的光路出口與濾光片8之間光電傳感器 9，光電傳感器9電連接有能對(duì)光電傳感器9傳輸來(lái)的電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大和信號(hào)處理的處 理器10，其中參比室4為兩端開(kāi)口，密封有不會(huì)被紅外光吸收的體積百份比為90%的氮?dú)?與10%的氦氣的圓柱體，圓柱體兩端以高透光率的鏡片封閉；光耦合器6內(nèi)密封體積百份 比2%的水蒸氣、75%的氮?dú)馀c23%的氦氣；檢測(cè)室7為兩端開(kāi)口，內(nèi)部經(jīng)拋光工藝處理后 鍍金再進(jìn)行拋光處理的不銹鋼材質(zhì)的圓柱體，圓柱體內(nèi)徑為18mm，長(zhǎng)220mm，前端以特定波 長(zhǎng)的濾光片封閉，后端在以高透光率的鏡片封閉后與濾光片8和光電傳感器9銜接；由于檢 測(cè)室7經(jīng)過(guò)了特殊工藝的處理，其耐腐蝕性得到了很大的提高；光耦合器6的使用令氣態(tài)水 分子的干擾得到了消除，處理器10中設(shè)計(jì)有高精密、低飄移的前端放大電路和窄帶濾波電 路能明顯減緩本發(fā)明的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。 工作時(shí)，首先由CEMS預(yù)處理系統(tǒng)中帶有的N02-N0轉(zhuǎn)化器將樣氣中所有N02轉(zhuǎn)為 N0，并由制冷脫水裝置確保進(jìn)入本發(fā)明的樣氣的氣態(tài)水分子體積《2X，且本發(fā)明在出廠(chǎng)前 要經(jīng)過(guò)N2與H20補(bǔ)償，即將N2與空氣分別通入本發(fā)明的檢測(cè)室，并將數(shù)據(jù)記錄在本發(fā)明的 處理器10內(nèi)作為補(bǔ)償算法的補(bǔ)償數(shù)據(jù)使用；再將處理過(guò)的樣氣充入檢測(cè)室7后，紅外光源 1經(jīng)分離器2能發(fā)出的紅外光等量分為兩束經(jīng)斬波器3調(diào)制后分別通入檢測(cè)室7與參比室 4，紅外光在檢測(cè)室7中被樣氣中的NO氣體與氣態(tài)水分子吸收，NO與H20其特征光譜有重疊 部份，當(dāng)紅外光到達(dá)檢測(cè)室7時(shí)會(huì)形成由NO波段與N0+H20交叉波段造成的光能衰減經(jīng)濾 光片8后到達(dá)光電傳感器9，而參比室4的紅外光不會(huì)被惰性氣體吸收仍然是100%的特定 波段紅外光能，會(huì)形成只有N0+H20交叉波段造成的光能衰減同樣經(jīng)濾光片5后到達(dá)光電傳感器9，再經(jīng)耦合器6后，經(jīng)檢測(cè)室7的特定波段紅外光與經(jīng)參比室4加光耦合器6的特定 波段紅外光在光電傳感器9上會(huì)形成由于光能差而造成的壓力差，通過(guò)光電傳感器9檢測(cè) 此二者光能差并經(jīng)處理器10對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后即可得出NO濃度。在光電傳感器9上的光 能差=(100 %的NO波段光能+N0與H20交叉吸收波段光能)-(NO波段光能+N0與H20交 叉吸收波段光能)。 以上是對(duì)本發(fā)明NOx分析儀的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程進(jìn)行了闡述，用于幫助理解本發(fā) 明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，如還可在處理器上連接GPRS等無(wú)線(xiàn)通 訊模塊，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將檢測(cè)到的信號(hào)發(fā)送給中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一存貯和處理。本發(fā)明的 其它的任何未背離本發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方 式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種NOx分析儀，包括紅外光源、斬波器、檢測(cè)室、濾光片和光電傳感器，其特征在于所述紅外光源和斬波器之間設(shè)置有分離器，所述斬波器與濾光片之間設(shè)置有與檢測(cè)室平行的密封的參比室，所述分離器能將紅外光源發(fā)出的紅外光等量分為兩束分別穿過(guò)檢測(cè)室和參比室的光束，在檢測(cè)室和參比室的光路出口分別設(shè)置有濾光片，參比室經(jīng)濾光片的光路出口處設(shè)置有密封的光耦合器，光耦合器的光路出口通向光電傳感器，光電傳感器電連接有能對(duì)光電傳感器傳輸來(lái)的電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大和信號(hào)處理的處理器，其中所述參比室內(nèi)密封體積百份比90％的氮?dú)馀c10％的氦氣；所述光耦合器內(nèi)密封體積百份比2％的水蒸氣、75％的氮?dú)馀c23％的氦氣；所述檢測(cè)室為內(nèi)壁鍍金拋光的合金圓筒；所述處理器包括高精密、低飄移的模擬放大電路和窄帶濾波電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的NOx分析儀，其特征在于所述分離器的內(nèi)壁具有拋光層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的NOx分析儀，其特征在于所述參比室的內(nèi)壁具有拋光層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的NOx分析儀，其特征在于所述光耦合器的內(nèi)壁具有拋光層。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種NOx分析儀，包括紅外光源、斬波器、檢測(cè)室、濾光片和光電傳感器，紅外光源和斬波器之間設(shè)置有分離器，斬波器與濾光片之間設(shè)置有與檢測(cè)室平行的密封的參比室，分離器能將紅外光源發(fā)出的紅外光等量分為兩束分別穿過(guò)檢測(cè)室和參比室的光束，在檢測(cè)室和參比室的光路出口分別設(shè)置有濾光片，參比室經(jīng)濾光片的光路出口處設(shè)置有密封的光耦合器，光耦合器的光路出口通向光電傳感器，光電傳感器電連接有能對(duì)光電傳感器傳輸來(lái)的電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大和信號(hào)處理的處理器，本發(fā)明具有能有效克服水分子對(duì)測(cè)量的影響、無(wú)明顯零點(diǎn)漂移、氣體檢測(cè)室具較強(qiáng)耐腐蝕性的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/31GK101726468SQ200910188900
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者呂俊鵬, 陳傳富, 韋常賢 申請(qǐng)人:宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司