一种吸光管及含有该吸光管的气相分子吸收光谱仪制造技术

本发明专利技术涉及一种吸光管及含有该吸光管的气相分子吸收光谱仪，吸光管包括吸光管本体，吸光管本体包括至少两个相互串联的直管段、设置在相邻两直管段之间的反光镜以及设置在相邻两直管段之间的连通管，相邻两直管段的中心轴不共线，直管段的两端分别设有入光端透明窗口及出光端透明窗口，吸光管本体上分别开设有进气口及出气口。与现有技术相比，本发明专利技术通过将吸光管本体分为多个相互串联的直管段，并在相邻两直管段之间设置反光镜，能够使由光源进入吸光管内的光束沿吸光管本体内部运动并到达检测器，实现在有限的光谱仪空间内提供更长的光程，提高测得的吸光度，保证检测结果的准确性。

A kind of absorber and gas phase molecular absorption spectrometer containing the absorber

The present invention relates to an absorber and a vapor phase molecular absorption spectrometer containing the absorber. The absorber comprises a absorber body, which comprises at least two straight tubes in series, a reflecting mirror between two adjacent straight tubes and a connecting tube between two adjacent straight tubes. The central axis of the adjacent straight tubes is not collinear, and the two ends of the straight tubes are respectively provided. A transparent window at the entry end and a transparent window at the exit end are respectively provided with an air inlet and an air outlet on the absorber body. Compared with the prior art, by dividing the absorber body into several straight tubes in series and setting a reflecting mirror between two adjacent straight tubes, the invention can make the light beam entering the absorber tube move along the absorber body and reach the detector, thus providing a longer optical path in the limited space of the spectrometer, improving the measured absorbance and ensuring the detection result. Accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种吸光管及含有该吸光管的气相分子吸收光谱仪
本专利技术属于环境检测及化学分析
，涉及一种吸光管及含有该吸光管的气相分子吸收光谱仪。
技术介绍
在环境检测及化学分析领域中，气相分子吸收光谱法(简称GPMAS)是常用的一种分析方法，可用于测定氨氮、总氮、硫化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、凯氏氮等。气相分子吸收光谱法是基于被测成分所分解成的气体对光的吸收强度与该被测成分的浓度遵守光吸收定律这一原则来进行定量测定的；此外，根据被测成分吸收波长的不同，也可以对被测成分的种类进行确定，进而实现定性分析。气相分子吸收光谱法的检测原理是：首先通过化学反应，将水溶液中的离子或分子转化为某种气体，这些气体分子在不受外界影响的情况下，通常处于相对稳定的状态，称之为基态气体分子。但是，一旦这些气体分子接受到特定波长的光辐射时，很容易产生相应的分子振动。发生分子振动所需能量是一定的，这种特定的能量称为分子特征谱线。在气相分子吸收光谱法中，选特定波长的光源，气态分子对该光源发出的特征波长光产生分子振动吸收，根据光的被吸收程度计算得出分子浓度。总的来说，气相分子吸收光谱法就是利用基态的气体分子能吸收特定紫外光谱而进行测量的方法，利用气体的分子振动吸收原理，气体浓度与吸光度呈现一定的线性关系，即朗伯-比尔定律：当光强度为I0的光束通过浓度为c的气体时，光强度减弱至I，各物理量之间满足以下公式：式中：A——吸光度(absorbance)，或称为光密度(opticaldensity)；I0——入射光强度；I——光束通过气体后的透射光强度；T——透射比，即透射光强度与入射光强度之比；k——光被吸收的比例系数，即吸光系数；d——光程，即盛放气体的吸光管的长度；c——气体浓度。上式说明，吸光度与被测样品中被测成分分解成气体的浓度呈线性关系，而气体的浓度又与被测成分浓度呈定量关系，因此，所测定的吸光度即与被测样品中被测成分的浓度呈线性关系。气相分子吸收光谱仪是应用气相分子吸收光谱法进行水质分析的一种仪器，其结构通常包括进样机构、气液分离机构、光源、气体光电检测机构、控制机构等。然而，现有的气相分子吸收光谱仪在进行水质分析时，存在测得的吸光度较低的问题，导致检测误差较大，影响了检测结果的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种吸光管及含有该吸光管的气相分子吸收光谱仪。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种吸光管，该吸光管包括吸光管本体，所述的吸光管本体包括至少两个相互串联的直管段、设置在相邻两直管段之间的反光镜以及设置在相邻两直管段之间的连通管，相邻两直管段的中心轴不共线，所述的直管段的两端分别设有入光端透明窗口及出光端透明窗口，所述的吸光管本体上分别开设有进气口及出气口。入光端透明窗口及出光端透明窗口将相应直管段的两端封口。通过进气口向其中一个直管段内通入样品气体，之后经连通管依次流入其余的直管段，以使样品气体在吸光管本体内分散均匀。吸光管本体呈弯折状，保证在光谱仪内的有限空间下，尽可能增加光程长度。进一步地，相邻两直管段之间设有一个或更多个反光镜。反光镜能够将与前一个直管段中心轴共线的光线改变传播方向并调整至与后一个直管段中心轴共线，确保光线可以依次穿过所有的直管段。进一步地，相邻两直管段的中心轴之间的夹角为0-180°。进一步地，相邻两直管段相互垂直设置或相互平行设置。保证多个直管段的布设更加紧凑，以节省空间。进一步地，所述的吸光管本体呈L形、U形或S形。吸光管本体也可由多个L形、U形或S形组合而成，以便在三维空间中紧密排布，进一步节省光谱仪的内部空间。进一步地，所述的进气口及出气口均开设在吸光管本体的侧面。保证进气口及出气口不与光线的传播路径相重叠。一种气相分子吸收光谱仪，该光谱仪含有所述的吸光管。进一步地，该光谱仪还包括分别与吸光管本体的两端相适配的光源及检测器。作为优选的技术方案，所述的吸光管本体的一端与检测器之间设有分光器。一种基于气相分子吸收光谱仪的检测方法，该方法为：将样品气体通入吸光管本体内部，之后光源发出的光束穿过吸光管本体一端的入光端透明窗口进入吸光管本体内部，经反光镜反射后，穿过吸光管本体另一端的出光端透明窗口并进入检测器中。在气相分子吸收光谱仪的气体光电检测机构中，吸光管是构成气体检测的光路关键设备，其构成了气体的有效光程。由朗伯-比尔定律可知，光程越长，测得的结果越准确。而现有气相分子吸收光谱仪受限于自身内部的结构设计，导致其吸光管的光程长度受到限制，常规方法难以提升其吸光度。传统的气相分子吸收光谱仪采用单管吸收池设计，为了加长光程以提高设备检出限和灵敏度，仅仅靠不断加长单管长度。这样做就使得设备整体光路结构不断变长，整机体积变大，不利于设备小型化集成化设计。与现有技术相比，本专利技术通过将吸光管本体分为多个相互串联的直管段，并在相邻两直管段之间设置反光镜，能够使由光源进入吸光管内的光束沿吸光管本体内部运动并到达检测器，实现在有限的光谱仪空间内提供更长的光程，提高测得的吸光度，保证检测结果的准确性。附图说明图1为实施例1中吸光管的结构示意图；图2为实施例2中吸光管的结构示意图；图中标记说明：1—直管段、2—反光镜、3—连通管、4—入光端透明窗口、5—出光端透明窗口、6—进气口、7—出气口、8—光源、9—检测器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1：一种气相分子吸收光谱仪，该光谱仪包括如图1所示的吸光管，该吸光管包括吸光管本体，吸光管本体包括两个相互串联的直管段1、设置在两直管段1之间的一个反光镜2以及设置在两直管段1之间的连通管3，两直管段1相互垂直设置，直管段1的两端分别设有入光端透明窗口4及出光端透明窗口5，吸光管本体上分别开设有进气口6及出气口7。进气口6及出气口7均开设在吸光管本体的侧面。光谱仪还包括分别与吸光管本体的两端相适配的光源8及检测器9。检测时，将样品气体由进气口6通入吸光管本体内部，之后光源8发出的光束穿过吸光管本体一端的入光端透明窗口4进入吸光管本体内部，经反光镜2反射后，穿过吸光管本体另一端的出光端透明窗口5并进入检测器9中。检测结束后，将吸光管本体内部的样品气体由出气口7排出。样品气体在吸光管本体所构成的完整长光路下能够走完全程，确保检测的准确性。由于将超长的吸收光路利用直管段1和反光镜2安置在光谱仪内有限的空间中，在实现长光程的同时，大大减少了吸光管占用的体积，使得产品设计更加灵活。实施例2：如图2所示的一种吸光管，该吸光管包括吸光管本体，吸光管本体包括两个相互串联的直管段1、设置在相邻两直管段1之间的两个反光镜2以及设置在两直管段1之间的连通管3，两直管段1相互平行设置，直管段1的两端分别设有入光端透明窗口4及出光端透明窗口5，吸光管本体上分别开设有进气口6及出气口7。进气口6及出气口7均开设在吸光管本体的侧面。实施例3：本实施例中，吸光管本体包括三个相互串联的直管段1、设置在相邻两直管段1之间的反光镜2以及设置在相邻两直管段1之间的连通管3，相邻两直管段1的中心轴不共线，直管段1的两端分别设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸光管，该吸光管包括吸光管本体，其特征在于，所述的吸光管本体包括至少两个相互串联的直管段(1)、设置在相邻两直管段(1)之间的反光镜(2)以及设置在相邻两直管段(1)之间的连通管(3)，相邻两直管段(1)的中心轴不共线，所述的直管段(1)的两端分别设有入光端透明窗口(4)及出光端透明窗口(5)，所述的吸光管本体上分别开设有进气口(6)及出气口(7)。

【技术特征摘要】
1.一种吸光管，该吸光管包括吸光管本体，其特征在于，所述的吸光管本体包括至少两个相互串联的直管段(1)、设置在相邻两直管段(1)之间的反光镜(2)以及设置在相邻两直管段(1)之间的连通管(3)，相邻两直管段(1)的中心轴不共线，所述的直管段(1)的两端分别设有入光端透明窗口(4)及出光端透明窗口(5)，所述的吸光管本体上分别开设有进气口(6)及出气口(7)。2.根据权利要求1所述的一种吸光管，其特征在于，相邻两直管段(1)之间设有一个或更多个反光镜(2)。3.根据权利要求1所述的一种吸光管，其特征在于，相邻两直管段(1)的中心轴之间的夹角为0-180°。4.根据权利要求3所述的一种吸光管，其特征在于，相邻两直管段(1)相互垂直设置或相互平行设置。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾祥丽，刘盼西，郝俊，陈刚，刘丰奎，刘剑萍，刘忠强，牛军，王建，孙璐，
申请(专利权)人：上海安杰环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31