本发明专利技术公开了一种分析氨气痕量浓度的方法，包括如下步骤：(1)将需要检测分析的含有氨气痕量的混合气体，通入多光程吸收池，(2)将可调谐二极管激光器输出的调谐激光，通过入射到多光程吸收池，多光程吸收池携带气体吸收信息的输出光被光电检测器接收，经前置放大器对该信号进行放大后，再由锁相放大器对其进行谐波检测，然后由计算机进行处理与分析，获得结果。本发明专利技术采用可调谐二极管激光器作为光源，发射出稳定的波长光束，在多次反射气室中穿过待测气体氨气，通过分析被测气体吸收导致的激光谱线衰减，由探测器接受端将光信号转换成电信号，实现高灵敏度精确检测待测气体浓度，满足了低浓度氨气的检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混合气体中，氨气浓度的检测分析方法，具体的说，涉及采用激光技术测量分析氨气浓度的方法。
技术介绍
目前氨气测量有多种分析方法，其中主要的有电化学法、比色法、气相色谱法、检定管法及可调谐二极管激光吸收光谱法等，其各种分析方法均具有优缺点。如电化学法均有响应速度快、灵敏度高、体积小的特点，但存在着传感器使用寿命短，每年需更换传感器，且环境中存在多种气体时抗干扰能力差的缺点。比色法虽然是经典的分析方法，需要多种化学试剂进行反应，环境中氨浓度都较低时需采集大量空气样品才可满足测量要求，存在费时费力的缺点。气相色谱法具有分析准确、显示直观等特点，但因操作程序复杂、体积庞大、不能携带等缺点。检定管法虽有操作简单、使用方便等特点，但存在测量误差大等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种测量，以克服现有技术存在的缺点。本专利技术的方法，包括如下步骤:(I)将需要检测分析的含有氨气痕量的混合气体，通入多光程吸收池；所述痕量指的是，混合气体中，氨气的积浓度为0.5~1000ppm ；步骤(1)中，光程为1020cm，共反射34次；(2)将可调谐二极管激光器输出的调谐激光，通过准直透镜入射到多光程吸收池；(3)多光程吸收池携带气体吸收信息的输出光被光电检测器接收，然后进行数据分析处理，获得分析检查结果。本专利技术的原理是这样的:单光路激光氨气分析仪的发射单元采用二极管激光吸收光谱技术，利用激光能量被氨气气体分子选频吸收形成吸收光谱的原理来测量氨气的气体浓度，由二极管激光器发射出氨气特定波长的激光束仅能被被测气体氨气吸收，穿过被测气体时激光强度的衰减与被测气体的浓度成一定的函数关系，即I(V)=10(V)e-dwcL式中:1 (V)为光束穿过一个光程距离为L的被测气体介质后的透射光强度山(V)为入射光强度；δ (V)为被测气体吸收横截面；C为被测气体浓度；L为光程。因此，通过测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。本专利技术的有益效果是:通过对氨气光谱范围内的单线扫描光谱技术，采用可调谐二极管激光器作为光源，发射出稳定的波长光束，在多次反射气室中穿过待测气体氨气，通过分析被测气体吸收导致的激光谱线衰减，由探测器接受端将光信号转换成电信号，实现高灵敏度精确检测待测气体浓度，满足了低浓度氨气的检测。【附图说明】图1为测量的原理图。图2为多光程吸收池结构示意图。【具体实施方式】参见图1和图2，本专利技术的方法，包括如下步骤:(I)将需要检测分析的含有氨气痕量的混合气体，通入多光程吸收池I ;所述痕量指的是，混合气体中，氨气的积浓度为0.5?IOOppm ;优选为10?800ppm ；[0021 ] 光程为1020cm，共反射34次；(2)将可调谐二极管激光器4输出的调谐激光，入射到多光程吸收池1，优选的，调谐二极管激光器4输出的调谐激光，经准直透镜11准直后入射到多光程吸收池I ;(3)多光程吸收池I携带气体吸收信息的输出光被光电检测器2接收，并转换为电信号，然后进行数据分析处理，获得分析检查结果；具体的包括如下步骤:多光程吸收池I携带气体吸收信息的输出光被光电检测器2接收，并转换为电信号，经前置放大器6对该信号进行初级放大后，再由锁相放大器7对其进行谐波检测，锁相放大器的参考信号由调制信号源5产生，数据采集与控制系统9将锁相放大器输出的模拟信号经A/D转换后，由计算机10进行后续处理与分析，获得分析检查结果O步骤(3)为本领域常规的技术，可参见以下文献的报道；1、王敏，张玉钧，阐瑞峰.可调谐二极管激光吸收光谱二次谐波检测方法的研究。光学技术.2005，32、中华人民共和国国家标准.氨的测定-纳氏试剂比色法GB/T14668?933、公共场所空气中氨的测定方法GB/T18204.25?20004、Kulakova, Z.V.Nonna, Karandashov, A.Sergey, Matveev, A.Boris.S1-TeAc ousto-oPticModuIatorforFiberOPticGasSensorBasedonMidwave InGaAsSb/InAsSbPdiodeLaser.ProceedingsofSPIE, 1996, 2895(6):267-2735、刘文清，崔志成，刘建国，大气痕量气体测量的光谱学和化学技术，量子电子学报，2004，21 (2) =202-2086、刘英杰，李庆泉，王文高，表面反射镜镀膜技术理论的探讨，玻璃，2002, 5，41-437、赵秀丽，红外光学系统设计，北京:机械工业出版社，1986，3-58、BAOwe 1-yi, ZHUYong,CHENJun, e t a I (鲍伟义，朱永，陈俊，等).SpectroscopyandSpectral Analysis (光谱学与光谱分析)，2011，31 (4):1015.9、ColdrenLA, FishGA, AkulovaY, etal.Tunablesemiconductorlasers:Atutoria1.1EEEJLightwaveTechnol, 2004, 22:193—20210、MakinoT.Transfer-matrixformulationofspontaneousemissionnoiseofDFBsemi conductor laser s.JLightwaveTechnol, 1999, 9:84— 9111、赖炎连，贺国平.最优化方法[Μ]北京:清华大学出版社，2008:120-125.12、袁杰，陈文兰，齐向辉，伊林，可调谐半导体激光器的高精密驱动电源与稳频设计，红外与激光工程，2006，10 =115-12013、谢建平，王沛，许立新，章江英，吴云霞，明海，半导体激光器的波长调谐和波长稳定技术，量子电子学报，2002,4:97-10313、董凤忠，高山虎，刘文清，可调谐二极管激光吸收光谱技术及其在大气质量监测中的应用，量子电子学报，2005，06 =315-32514、邹得宝，陈文亮，杜振辉，贾浩，数字滤波方法在T D L A S逃逸氨检测中的选用，光谱学与光谱分析，2012，9 =2322-2326步骤(2)中，调谐二极管激光器输出的调谐激光的方法，包括如下步骤:由调制信号源5产生周期变化的15mA — 105mA的电流调制信号，并通过LD驱动器3提供给调谐二极管激光器4，使激光波长在1512.0-1512.4nm之间进行周期性变化，完成一个周期的时间为50ms，以实现对调谐二极管激光器4输出激光的调谐，工作温度为25±0.05。。。工作原理如下: 激光器的电流包含三种频率范围:(I) 15mA的阈值电流(直流)；(2) 15 — 105mA周期变化的三角波(20Hz)；(3) 5KHz的正弦波，正弦波叠加在三角波上，幅度很小，调制幅度5% ；在经过电流调制的激光器输出波长会在1510.2-1514.2nm之间进行周期性变化。所述的多光程吸收池1，包括气室101，主凹镜102、两块凹面小反射镜103、进口反射镜104、出口反射镜105和准直透镜11 ；所述准直透镜11采用西安赫胥尔镭得激光科技有限公司的产品；见图2，凹面小反射镜103的长度分别是主凹镜102的一本文档来自技高网...
【技术保护点】
分析氨气痕量浓度的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将需要检测分析的含有氨气痕量的混合气体，通入多光程吸收池；所述痕量指的是，混合气体中，氨气的积浓度为0.5～1000ppm；(2)将可调谐二极管激光器输出的调谐激光，通过入射到多光程吸收池；(3)多光程吸收池携带气体吸收信息的输出光被光电检测器接收，然后进行数据分析处理，获得分析检查结果。
【技术特征摘要】
1.分析氨气痕量浓度的方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将需要检测分析的含有氨气痕量的混合气体，通入多光程吸收池； 所述痕量指的是，混合气体中，氨气的积浓度为0.5~1000ppm ； (2)将可调谐二极管激光器输出的调谐激光，通过入射到多光程吸收池； (3)多光程吸收池携带气体吸收信息的输出光被光电检测器接收，然后进行数据分析处理，获得分析检查结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，混合气体中，氨气的积浓度为10~800ppmo3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，光程为1020cm，共反射34次。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，调谐二极管激光器输出的调谐激光的方法，包括如下步骤:由调制信号源产生周期变化的15mA — 105mA的电流调制信号，并通过LD驱动器提供给调谐二极管激光器，使激光波长在1512.0-1512.4nm之间进行周期性变化，完成一个周期的时间为50ms，以实现对调谐二极管激光器4输出激光的调谐。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，工作温度为25±0.05°C。6.根据权利要求1~5任一项所述的方法，其特征在于，所述的多光程吸收池(1)，包括气室(101)，主凹镜(102)、两...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖存杰，鲁毅钧，潘沪湘，方晶晶，徐新宏，陈茜，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军医学研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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