本实用新型专利技术公开了一种光纤分光的二氧化氮分析装置，包括紫外差分测量模块、气体室模块、NDUV测量模块、进光Y型光纤和出光Y型光纤；所述紫外差分测量模块包括光源Ⅰ和光谱仪；所述NDUV测量模块包括光源Ⅱ和探测模块；所述光源Ⅰ和光源Ⅱ通过进光Y型光纤与气体室模块连接；所述光谱仪和探测模块通过出光Y型光纤与气体室模块连接。紫外差分测量模块和气体室模块通过光纤连接构成了紫外差分测量系统，能够测量SO2和NO；NDUV测量模块通过光纤连接到上述气体室构成了非分散紫外吸收测量系统，能够测量NO2；实现了两个光路系统共用一个气体室，无需两个吸收池，适用于加热抽取式的CEMS系统，简化了系统布局，大大降低了成本，提高了响应时间。应时间。应时间。
【技术实现步骤摘要】
一种光纤分光的二氧化氮分析装置
[0001]本技术属于大气监测
，尤其涉及了一种光纤分光的二氧化氮分析装置。
技术介绍
[0002]二氧化氮是最重要的空气污染物之一，其主要来源为自然来源和人为排放。随着工业发展和人均消费提高，人为排放二氧化氮的比重不断上升，导致大气环境严重污染。人为排放二氧化氮主要来自化石燃料的燃烧，包括：工业生产过程、燃煤、汽车尾气等。二氧化氮能够导致人体慢性和急性中毒，对人类的呼吸系统及肺部产生严重的损伤，造成或加重呼吸系统的疾病，比如肺气肿和支气管炎，还会加重心血管疾病；同时，大气二氧化氮浓度的增加会影响植物、动物以及微生物的正常生长，甚至导致其死亡，严重影响整个生态环境。此外，二氧化氮也是导致二次大气污染，形成光化学烟雾、雾霾、酸雨的重要原因。因此，监控二氧化氮的排放以及分析二氧化氮的污染水平对于掌握和避免其污染危害具有重要意义。
[0003]人们通常采用紫外差分检测方法对二氧化氮进行分析检测；如中国专利申请号为CN201410687364.1公开了一种固定污染源废气氮氧化物的紫外吸收测定方法。该方法以紫外吸收法氮氧化物分析仪或带紫外吸收法氮氧化物分析的多组分气体分析仪为监测仪器，利用一氧化氮在近紫外光区内吸收200nm～230nm特征波长的光和二氧化氮在近紫外光区内吸收380nm～400nm特征波长的光，由朗伯—比尔定律定量废气中一氧化氮和二氧化氮的浓度，然后进一步计算得到氮氧化物的排放速率。再如中国专利申请号为202020762789.5公开了基于差分紫外光谱法的气体测量系统，包括电源模块、光源模块、气体池模块、光谱仪模块以及系统总控模块；光源模块与气体池模块连接，用于产生紫外光传入气体池模块；气体池模块将透过气体池内的污染气体后的被测紫外光传入光谱仪模块；光谱仪模块包括光强自动调节装置和光电探测器，光强自动调节装置用于调节射入光电探测器的被测紫外光光强，光电探测器发送被调节光强后的被测紫外光的吸收特征图谱至系统总控模块；系统总控模块根据气体池的温度信息补偿吸收特征图谱因温度变化产生的吸收度变化，并对补偿后的吸收特征图谱进行分析以识别污染气体的种类和浓度。又如中国专利申请号为202021037729.3公开了一种烟气分析仪，用于检测待测气体的成分，所述烟气分析仪包括高温泵以及控制器，还包括与所述高温泵通过管路连接的保温盒、第一检测装置以及第二检测装置，所述保温盒内设有用于接收待测气体的第一气体室和第二气体室，通过第一检测装置检测所述第一气体室内接收到的待测气体的氮硫成分，所述第一检测装置与所述第一气体室连接，所述第二检测装置与所述第二气体室连接，通过第二检测装置检测所述第一气体室内接收到的气体的水氧成分，所述第一检测装置和第二检测装置分别与所述控制器电性连接。
[0004]现有的紫外差分吸收分析仪，基本上都是采用单光路吸收单光谱仪检测的方式，这种方式受限于光谱仪光栅分光响应和光源稳定性，二氧化氮气体测量不准确。现有技术
也有采用氮氧化物转换器实现二氧化氮转换为一氧化氮，但是催化剂难以保证转换效率。
[0005]鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本
亟待解决的问题。
技术实现思路
[0006]本技术的目的在于提供一种光纤分光的二氧化氮分析装置。
[0007]本技术是这样实现的：
[0008]一种光纤分光的二氧化氮分析装置，包括紫外差分测量模块、气体室模块、NDUV测量模块、进光Y型光纤和出光Y型光纤；所述紫外差分测量模块包括光源Ⅰ和光谱仪；所述NDUV测量模块包括光源Ⅱ和探测模块；所述光源Ⅰ和光源Ⅱ通过进光Y型光纤与气体室模块连接；所述光谱仪和探测模块通过出光Y型光纤与气体室模块连接。
[0009]在本技术中，所述紫外差分测量模块和气体室模块通过光纤连接构成了紫外差分测量系统，能够测量SO2和NO；所述NDUV测量模块通过光纤连接到上述气体室构成了非分散紫外吸收测量系统，能够测量NO2。所述光纤为Y型分光光纤，实现了两个光路系统共用一个气体室，无需两个吸收池，该方案适用于加热抽取式的CEMS系统，简化了系统布局，大大降低了成本，提高了响应时间。
[0010]本技术进一步说明，所述的气体室模块设有准直透镜、反射镜和气体通道；所述准直透镜、反射镜分别设置在气体通道的两端，并且进光Y型光纤的出光端口和出光Y型光纤的进光端口均指向准直透镜；所述气体通道设有进气口和出气口；所述进气口设置在靠近聚焦透镜的一侧；所述出气口设置在靠近反射镜的一侧。
[0011]本技术进一步说明，所述紫外差分测量模块的光源Ⅰ主要由氙灯和耦合透镜Ⅰ组成；所述氙灯发出的紫外光经耦合透镜Ⅰ汇聚进入进光Y型光纤；所述氙灯发出的紫外光的波长为200nm～320nm。
[0012]本技术进一步说明，所述紫外差分测量模块的光谱仪内设有光谱仪狭缝和阵列传感器；所述阵列传感器设置在光谱仪狭缝的一侧，光谱仪狭缝的另一侧为出光Y型光纤的出光端口。
[0013]在本技术中，所述紫外差分测量模块的光源Ⅰ发出的紫外光汇聚进入光纤，通过光纤传输到气体室，穿过气体室时经被测气体吸收后，通过光纤传输到光谱仪。在光谱仪内部经过光栅（光谱仪狭缝）分光，由阵列传感器将分光后的光信号转换为电信号，获得气体的连续吸收光谱信息。
[0014]本技术进一步说明，所述NDUV测量模块的光源Ⅱ主要由LED灯和耦合透镜Ⅱ组成；所述LED灯发出的光线经耦合透镜Ⅱ汇聚进入进光Y型光纤。
[0015]本技术进一步说明，所述LED灯采用窄线宽紫外LED发光二极管，中心波长分布在380nm～440nm。
[0016]本技术进一步说明，所述光源Ⅱ的一侧还设有参考气室；所述参考气室内设有狭缝Ⅰ和光电二极管Ⅰ，并且所述狭缝Ⅰ设置在靠近光源Ⅱ的一侧。通过分光设计出参考光路，使用狭缝Ⅰ控制通光强度，被光电二极管Ⅰ检测，作为参考信号参与浓度计算。
[0017]本技术进一步说明，所述NDUV测量模块的探测模块设有狭缝Ⅱ、滤光片和光电二极管Ⅱ；所述滤光片设置在狭缝Ⅱ与光电二极管Ⅱ之间；所述狭缝Ⅱ的外侧为出光Y型光纤的出光端口。
[0018]在本技术中，所述NDUV测量模块通过紫外LED光源发光，经耦合透镜Ⅱ汇聚进入光纤，传输进入气体室，最终又通过光纤返回探测模块，被光电二极管Ⅱ检测，可以快速捕获气体浓度的变化；所述NDUV测量模块还设置参考光路，提高了测量模块的可靠性和稳定性，能够准确测量NO2的浓度。
[0019]本技术进一步优选，所述进光Y型光纤和出光Y型光纤均可以优选采用由六根光纤和一根芯纤构成的圆形光纤束。其中紫外差分光路端是单根芯纤，非分散紫外吸收光路端由六根光纤构成的光纤束，接到气体室端口是六根光纤和一根芯纤构成的圆形光纤束。光源Ⅰ发出的光通过单芯光纤（芯纤）传输到气体室，并通过另一根光纤束的单芯光纤导入到光谱仪，组成紫外差分测量光路；光源Ⅱ发出的光通过六根光纤传输到气体室，样品发出的透射光和散射光本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光纤分光的二氧化氮分析装置，其特征在于：包括紫外差分测量模块（1）、气体室模块（2）、NDUV测量模块（3）、进光Y型光纤（4）和出光Y型光纤（5）；所述紫外差分测量模块（1）包括光源Ⅰ（11）和光谱仪（12）；所述NDUV测量模块（3）包括光源Ⅱ（31）和探测模块（33）；所述光源Ⅰ（11）和光源Ⅱ（31）通过进光Y型光纤（4）与气体室模块（2）连接；所述光谱仪（12）和探测模块（33）通过出光Y型光纤（5）与气体室模块（2）连接。2.根据权利要求1所述的光纤分光的二氧化氮分析装置，其特征在于：所述的气体室模块（2）设有准直透镜（214）、反射镜（213）和气体通道；所述准直透镜（214）、反射镜（213）分别设置在气体通道的两端，并且进光Y型光纤（4）的出光端口和出光Y型光纤（5）的进光端口均指向准直透镜（214）；所述气体通道设有进气口（211）和出气口（212）；所述进气口（211）设置在靠近准直透镜（214）的一侧；所述出气口（212）设置在靠近反射镜（213）的一侧。3.根据权利要求1所述的光纤分光的二氧化氮分析装置，其特征在于：所述紫外差分测量模块（1）的光源Ⅰ（11）主要由氙灯（112）和耦合透镜Ⅰ（111）组成；所述氙灯（112）发出的紫外光经耦合透镜Ⅰ（111）汇聚进入进光Y型光纤（4）；所述氙灯（112）发出的紫外光的使用波长为200nm～320nm。4.根据权利要求1或3所述的光纤分光的二氧化氮分析装置，其特征在于：所述紫外差分测量模块（1）的光谱仪（12）内设有光谱仪狭缝（122）和阵列传感器（121）；所述阵列传感器（121）设置在光谱仪狭缝（122）的一侧，光谱仪狭缝（122）的另一侧为出光Y型光纤（5）的其中一个出光端口。5.根据权利要求1所述的光纤分光的二氧化氮分析装置，其特征在于：所述NDUV测量模块（3）的光源Ⅱ（31）主要由LED灯（312）和耦合透镜Ⅱ（311）组成；所述LED灯（312）发出的光线经耦合透镜Ⅱ（311）汇聚进入进光Y型光纤（4）。6.根据权利要求5所述的光纤分光的二氧化氮分析装置，其特征在于：所述LED灯（312）采用窄线宽紫外LE...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢贺，
申请(专利权)人：徐州治鼎环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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