一种应用于大气分子检测系统的气路结构技术方案

一种应用于大气分子检测系统的气路结构，该系统包括由两面高反射镜组成的光腔结构，光腔结构上设有进气口和出气口；气路结构包括三通电磁阀、流量控制器、第一电磁阀、质量流量控制器、第二电磁阀以及抽气泵；三通电磁阀的第一接口与光腔结构的进气口连通；第二接口与流量控制器连通，流量控制器与第一电磁阀连通；三通电磁阀的第三接口用于输入外界待分析大气；出气口与质量流量控制器连通，质量流量控制器与第二电磁阀连通，第二电磁阀与抽气泵连通；出气口与质量流量控制器之间设有TP温度压力传感器。本申请不仅有效、便捷地检测大气分子(如NO2、NO3)的浓度及大气颗粒物的消光，而且具有超高灵敏度、能有效检测超低浓度的气体分子浓度。

A Gas Path Structure for Atmospheric Molecular Detection System

A gas path structure for atmospheric molecular detection system consists of an optical cavity structure consisting of two high mirrors with an air inlet and an air outlet; the air path structure includes a three-way solenoid valve, a flow controller, a first solenoid valve, a mass flow controller, a second solenoid valve and an air pump; the first interface of the three-way solenoid valve and an air inlet of the optical cavity structure. Connecting; the second interface is connected with the flow controller, and the flow controller is connected with the first solenoid valve; the third interface of the three-way solenoid valve is used to input the atmosphere to be analyzed; the outlet is connected with the mass flow controller, the mass flow controller is connected with the second solenoid valve, and the second solenoid valve is connected with the pump; the temperature and pressure sensor of TP is installed between the outlet and the mass flow controller. Device. This application not only effectively and conveniently detects the concentration of atmospheric molecules (such as NO2, NO3) and the extinction of atmospheric particulates, but also has ultra-high sensitivity and can effectively detect the concentration of ultra-low concentration gas molecules.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于大气分子检测系统的气路结构
本申请涉及环境监测
，尤其涉及一种应用于大气分子检测系统的气路结构。
技术介绍
伴随着社会、经济的不断发展，大气污染在世界大部分地区，尤其是在发展中国家地区越来越引起人们的重视。为了检测大气污染的严重程度，通常需要利用检测仪器对大气分子(如NO2、HCHO、CHOCHO、N2O5、NO3、HONO等)的浓度进行检测。在现有技术中，在利用检测仪器检测大气分子的浓度之前，通常需要先用已知浓度的标准气体来标定检测仪器的灵敏系数(sensitivitycoefficient)，而用已知浓度的标准气体来标定检测仪器的灵敏系数会给检测添加额外的复杂度和步骤；此外，标准气体的购买、运输等可能较为昂贵、繁琐，甚至有时难以获得的标准气体(如N2O5和NO3)，从而加剧检测难度；此外，现有的检测仪器对于超低浓度的大气分子的检测效果不理想。
技术实现思路
本申请实施例公开的一种应用于大气分子检测系统的气路结构，该气路结构使得大气分子检测系统不仅能够有效、便捷地检测大气分子(如NO2、HCHO、CHOCHO、N2O5、NO3、HONO等)的浓度，而且能够有效检测超低浓度的大气分子浓度。本申请实施例第一方面公开一种应用于大气分子检测系统的气路结构，所述大气分子检测系统包括由两面高反射镜组成的光腔结构，所述两面高反射镜的镜面相互正对，所述光腔结构上设有进气口和出气口；所述光腔结构的一端布设有第一凸透镜，所述光腔结构的另一端布设有第二凸透镜；第一光纤的一端用于连接光源的光发射口，所述第一光纤的另一端被放置在所述第一凸透镜的焦点上；第二光纤的一端用于连接光谱仪，所述第二光纤的另一端被放置在所述第二凸透镜的焦点上；所述光谱仪通过数据线与控制电脑连接；其中，所述气路结构包括三通电磁阀、流量控制器、第一电磁阀、质量流量控制器、第二电磁阀以及抽气泵；所述三通电磁阀的第一接口与所述光腔结构的进气口连通；所述三通电磁阀的第二接口与所述流量控制器连通，并且所述流量控制器与所述第一电磁阀连通，所述第一电磁阀作为向所述三通电磁阀的第二接口输入零气的开关；所述三通电磁阀的第三接口用于输入外界待分析大气；所述光腔结构的出气口与所述质量流量控制器连通，并且所述质量流量控制器与所述第二电磁阀连通，所述第二电磁阀与所述抽气泵连通，所述第二电磁阀用于将所述质量流量控制器与所述抽气泵进行导通或者隔离；所述三通电磁阀的第三接口设置有颗粒物过滤器，所述出气口与所述质量流量控制器之间设有TP温度压力传感器。基于本申请实施例第一方面，在本申请实施例第一方面的第一种实施方式中，所述光腔结构包括：腔体管，所述腔体管的左端设有第一高反射镜，所述腔体管的右端设有第二高反射镜；所述第一高反射镜的镜面和所述第二高反射镜的镜面实现准直；所述第一高反射镜的外侧设有第一凸透镜，所述第二高反射镜的外侧设有第二凸透镜；第一光纤的第一端用于连接光源的发射口，所述第一光纤的第二端被放置在所述第一凸透镜的外侧焦点上；第二光纤的第一端用于连接光谱仪，所述第二光纤的第二端被放置在所述第二凸透镜的外侧焦点上；在所述腔体管内充满含有待定浓度的大气分子的气体时，所述第一凸透镜对所述第一光纤导出的光线准直后射入所述腔体管，以使光线在两面高反射镜之间来回反射多次后离开所述腔体管并经由所述第二凸透镜聚焦到所述第二光纤上，再经由所述第二光纤导入所述光谱仪。基于本申请实施例第一方面的第一种实施方式，在本申请实施例第一方面的第二种实施方式中，所述光腔结构还包括：第一光学运动座，所述第一光学运动座设置在所述腔体管的左端，并且所述第一高反射镜固定在所述第一光学运动座上；所述第一光学运动座上设有用于调节所述第一高反射镜的倾斜角度，以使所述第一高反射镜的镜面与所述第二高反射镜的镜面实现准直的调节螺丝。基于本申请实施例第一方面的第二种实施方式，在本申请实施例第一方面的第三种实施方式中，所述光腔结构还包括：第二光学运动座，所述第二光学运动座设置在所述第一光学运动座的外侧，并且所述第一凸透镜固定在所述第二光学运动座上；所述第二光学运动座上设有用于调节所述第一凸透镜相对于所述第一高反射镜的倾斜角度，以使所述第一凸透镜和所述第一高反射镜两者之间实现准直的调节螺丝。基于本申请实施例第一方面的第三种实施方式，在本申请实施例第一方面的第四种实施方式中，所述第一光纤的第二端设置在所述第二光学运动座上，并且所述第二光学运动座上还设有用于水平调节所述第一光纤的第二端与所述第一凸透镜之间的距离，以使所述第一光纤的第二端被放置在所述第一凸透镜的外侧焦点上的光纤调节旋钮。基于本申请实施例第一方面的第二种实施方式，或基于本申请实施例第一方面的第三种实施方式，或基于本申请实施例第一方面的第四种实施方式，在本申请实施例第一方面的第五种实施方式中，所述光腔结构还包括：第三光学运动座，所述第三光学运动座设置在所述腔体管的右端，并且所述第二高反射镜固定在所述第三光学运动座上；所述第三光学运动座上设有用于调节所述第二高反射镜的倾斜角度，以使所述第二高反射镜的镜面与所述第一高反射镜的镜面实现准直的调节螺丝。基于本申请实施例第一方面的第五种实施方式，在本申请实施例第一方面的第六种实施方式中，所述光腔结构还包括：第四光学运动座，所述第四光学运动座设置在所述第三光学运动座的外侧，并且所述第二凸透镜固定在所述第四光学运动座上；所述第四光学运动座上设有用于调节所述第二凸透镜相对于所述第二高反射镜的倾斜角度，以使所述第二凸透镜和所述第二高反射镜两者之间实现准直的调节螺丝。基于本申请实施例第一方面的第六种实施方式，在本申请实施例第一方面的第七种实施方式中，所述第二光纤的第二端设置在所述第四光学运动座上，并且所述第四光学运动座上还设有用于水平调节所述第二光纤的第二端与所述第二凸透镜之间的距离，以使所述第二光纤的第二端被放置在所述第二凸透镜的外侧焦点上的光纤调节旋钮。基于本申请实施例第一方面的第七种实施方式，在本申请实施例第一方面的第八种实施方式中，从所述第一光学运动座到所述腔体管的左端之间依次设置有第一波纹管和第一镜座及腔体支架；所述第一镜座及腔体支架上设有用于向所述腔体管抽入气体的进气管，所述进气管包含所述进气口；从所述第三光学运动座到所述腔体管的右端之间依次设置有第二波纹管和第二镜座及腔体支架；所述第二镜座及腔体支架上设有用于供所述腔体管输出气体的出气管，所述出气管包含所述出气口。基于本申请实施例第一方面的第八种实施方式，在本申请实施例第一方面的第九种实施方式中，所述第一镜座及腔体支架上还设有用于输入吹扫气以阻断所述腔体管内的气体与所述第一高反射镜的镜面直接接触的第一吹扫气进气管；所述第二镜座及腔体支架上还设有用于输入吹扫气以阻断所述腔体管内的气体与所述第二高反射镜的镜面直接接触的第二吹扫气进气管；其中，所述吹扫气包括纯氮气。从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请实施例中，通过该气路结构可以实现零气气路与大气气路的灵活转换，当通过进气口向所述光腔结构内充满不含待定浓度的大气分子的零气时，光源发射出的光线由经第一光纤导出至第一凸透镜的焦点，所述第一凸透镜对光线准直后射入所述光腔结构进行多次来回反射后离开所述光腔结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于大气分子检测系统的气路结构，其特征在于，所述大气分子检测系统包括由两面高反射镜组成的光腔结构，所述两面高反射镜的镜面相互正对，所述光腔结构上设有进气口和出气口；所述光腔结构的一端布设有第一凸透镜，所述光腔结构的另一端布设有第二凸透镜；第一光纤的一端用于连接光源的光发射口，所述第一光纤的另一端被放置在所述第一凸透镜的焦点上；第二光纤的一端用于连接光谱仪，所述第二光纤的另一端被放置在所述第二凸透镜的焦点上；所述光谱仪通过数据线与控制电脑连接；其中，所述气路结构包括三通电磁阀、流量控制器、第一电磁阀、质量流量控制器、第二电磁阀以及抽气泵；所述三通电磁阀的第一接口与所述光腔结构的进气口连通；所述三通电磁阀的第二接口与所述流量控制器连通，并且所述流量控制器与所述第一电磁阀连通，所述第一电磁阀作为向所述三通电磁阀的第二接口输入零气的开关；所述三通电磁阀的第三接口用于输入外界待分析大气；所述光腔结构的出气口与所述质量流量控制器连通，并且所述质量流量控制器与所述第二电磁阀连通，所述第二电磁阀与所述抽气泵连通，所述第二电磁阀用于将所述质量流量控制器与所述抽气泵进行导通或者隔离；所述三通电磁阀的第三接口设置有颗粒物过滤器，所述出气口与所述质量流量控制器之间设有TP温度压力传感器。...

【技术特征摘要】
1.一种应用于大气分子检测系统的气路结构，其特征在于，所述大气分子检测系统包括由两面高反射镜组成的光腔结构，所述两面高反射镜的镜面相互正对，所述光腔结构上设有进气口和出气口；所述光腔结构的一端布设有第一凸透镜，所述光腔结构的另一端布设有第二凸透镜；第一光纤的一端用于连接光源的光发射口，所述第一光纤的另一端被放置在所述第一凸透镜的焦点上；第二光纤的一端用于连接光谱仪，所述第二光纤的另一端被放置在所述第二凸透镜的焦点上；所述光谱仪通过数据线与控制电脑连接；其中，所述气路结构包括三通电磁阀、流量控制器、第一电磁阀、质量流量控制器、第二电磁阀以及抽气泵；所述三通电磁阀的第一接口与所述光腔结构的进气口连通；所述三通电磁阀的第二接口与所述流量控制器连通，并且所述流量控制器与所述第一电磁阀连通，所述第一电磁阀作为向所述三通电磁阀的第二接口输入零气的开关；所述三通电磁阀的第三接口用于输入外界待分析大气；所述光腔结构的出气口与所述质量流量控制器连通，并且所述质量流量控制器与所述第二电磁阀连通，所述第二电磁阀与所述抽气泵连通，所述第二电磁阀用于将所述质量流量控制器与所述抽气泵进行导通或者隔离；所述三通电磁阀的第三接口设置有颗粒物过滤器，所述出气口与所述质量流量控制器之间设有TP温度压力传感器。2.根据权利要求1所述的气路结构，其特征在于，所述光腔结构包括：腔体管，所述腔体管的左端设有第一高反射镜，所述腔体管的右端设有第二高反射镜；所述第一高反射镜的镜面和所述第二高反射镜的镜面实现准直；所述第一高反射镜的外侧设有第一凸透镜，所述第二高反射镜的外侧设有第二凸透镜；第一光纤的第一端用于连接光源的发射口，所述第一光纤的第二端被放置在所述第一凸透镜的外侧焦点上；第二光纤的第一端用于连接光谱仪，所述第二光纤的第二端被放置在所述第二凸透镜的外侧焦点上；在所述腔体管内充满含有待定浓度的大气分子的气体时，所述第一凸透镜对所述第一光纤导出的光线准直后射入所述腔体管，以使光线在两面高反射镜之间来回反射多次后离开所述腔体管并经由所述第二凸透镜聚焦到所述第二光纤上，再经由所述第二光纤导入所述光谱仪。3.根据权利要求2所述的气路结构，其特征在于，所述光腔结构还包括：第一光学运动座，所述第一光学运动座设置在所述腔体管的左端，并且所述第一高反射镜固定在所述第一光学运动座上；所述第一光学运动座上设有用于调节所述第一高反射镜的倾斜角度，以使所述第一高反射镜的镜面与所述第二高反射镜的镜面实现准直的调节螺丝。4.根据权利要求3所述的气路结构，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳彬，王玉政，
申请(专利权)人：深圳市卡普瑞环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44