本实用新型专利技术公开一种多通道气体污染物浓度光谱监测装置，监测装置包括光出机构、密封腔、光入机构、泵气机构、采集卡；通过多个光出机构产生不同的激光光源，来实现对多种大气气体浓度的测量，提高了监测装置的测量效率；通过对光出机构的更换，可产生不同波长的激光，提高了检测装置的通用性；通过共用一个密封腔，并在一个密封腔设置多条虚拟光路，来实现气体密封腔的色散和光衰，降低了光谱监测装置的复杂度；通过对泵气机构的控制，即将空气排出的本底衰荡时间信息，再测量待测气体的衰荡时间信息，提高了检测装置的准确性和精度。提高了检测装置的准确性和精度。提高了检测装置的准确性和精度。
【技术实现步骤摘要】
多通道气体污染物浓度光谱监测装置
[0001]本技术涉及光谱检测领域，具体是一种多通道气体污染物浓度光谱监测装置。
技术介绍
[0002]经济快速发展的同时空气质量也越受到人们越来越多的重视，NO2是重要的大气污染物，过量NO2会破坏大气臭氧层，并形成酸雨；NO3自由基是夜间大气最重要的氧化剂，NO3自由基与NO2反应则会生成N2O5，它们浓度的高低会对大气环境产生重要影响，因此准确测量大气中同一类污染性气体的浓度具有重要的意义。
[0003]目前，大多数光谱监测仪器的激光器激光波长范围固定，只能测量在该波长范围内的具有有效吸收截面的气体浓度，由于大气中气体成分复杂，存在多种气体和分子自由基在不同时间段动态转化的过程，单一气体浓度的测量不易准确反映大气某一气体浓度状态。
[0004]多通道气体污染物浓度光谱监测装置便于携带，操作简单，可以做到对大气中多种同一类污染性气体的连续测量。
技术实现思路
[0005]本技术的目的在于提供一种多通道气体污染物浓度光谱监测装置，解决了现有技术中光学检测装置中测量气体过于单一的问题。
[0006]本技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种多通道气体污染物浓度光谱监测装置，监测装置包括密封腔，密封腔的周向上设有阵列分布的光路形成部件，光路形成部件包括入光机构和可拆卸设置的出光机构，出光机构和入光机构相间分布，出光机构和入光机构之间形成虚拟光路，密封腔的下方倾斜设有阵列分布的支撑脚，密封腔上设有气泵，气泵上连通有第一气管和第二气管，第二气管与密封腔连通，第一气管上设有气阀，第二气管上设有过滤器，密封腔上述设有气压计；入光机构包括采集卡，在密封腔中色散衰减后的激光以光信号的方式进入光入机构并被转化为电信号被采集卡获取，经过采集卡多次卷积、变换和拟合后，得到待测气体浓度。
[0008]进一步的，所述出光机构包括第一支撑套，第一支撑套的一端与密封腔连通，第一支撑套内依次设有凹面镜、光隔离器、光阑、半反射凹面镜、泵浦和全反射凹面镜，凹面镜位于第一支撑套内靠近密封腔的一端，半反射凹面镜、泵浦和全反射凹面镜构成形成激光的谐振腔。
[0009]进一步的，所述入光机构包括相互垂直的第二支撑套和第三支撑套，第三支撑套的一端与密封腔连通，第二支撑套和第三支撑套之间设有高反镜，第二支撑套内设有光电倍增管，第三支撑套内设有凹面镜和窄带滤光片，窄带滤光片位于凹面镜和高反镜直接，凹面镜靠近密封腔，滤光片和高反镜用于滤除杂光。
[0010]进一步的，所述采集卡与光电倍增管连接获取电信号。
[0011]进一步的，激光经过所述光阑，抑制杂散光通过，并得到激光光束，之后光束通过光隔离器，光隔离器只允许激光束从光阑侧单向通过，通过的光束便通过凹面镜，进入密封腔中，进入密封腔的光束继续沿着虚拟光路平行的方向，接触到入光机构的凹透镜，并被反射到凹透镜，在凹透镜和凹透镜及其包含的虚拟光路所形成的高反腔里产生色散并衰荡，通过凹面镜的衰荡信号到达高反镜，只有平行于虚拟光路轴线的激光会被反射到光电倍增管，并被光电倍增管将光信号转化为电信号，电信号被传输到采集卡。
[0012]本技术的有益效果：
[0013]1、本技术监测装置通过多个光出机构产生不同的激光光源，来实现对多种大气气体浓度的测量，提高了监测装置的测量效率；通过对光出机构的更换，可产生不同波长的激光，提高了检测装置的通用性；
[0014]2、本技术监测装置通过共用一个密封腔，并在一个密封腔设置多条虚拟光路，来实现气体密封腔的色散和光衰，降低了光谱监测装置的复杂度；通过对泵气机构的控制，即将空气排出的本底衰荡时间信息，再测量待测气体的衰荡时间信息，提高了检测装置的准确性和精度。
附图说明
[0015]下面结合附图对本技术作进一步的说明。
[0016]图1是本技术光谱监测装置结构示意图；
[0017]图2是本技术出光机构结构示意图；
[0018]图3是本技术入光机构结构示意图；
[0019]图4是本技术光谱监测装置部分结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]一种多通道气体污染物浓度光谱监测装置，监测装置包括密封腔4，如图1 所示，密封腔4的周向上设有阵列分布的光路形成部件，光路形成部件包括入光机构2和可拆卸设置的出光机构1，出光机构1和入光机构2相间分布，出光机构1和入光机构2之间形成虚拟光路21，如图4所示，密封腔4的下方倾斜设有阵列分布的支撑脚3，密封腔4上设有气泵6，气泵6上连通有第一气管8 和第二气管，第二气管与密封腔4连通，第一气管8上设有气阀7，第二气管上设有过滤器9，气泵6工作时，将密封腔4内的气体抽出，形成负压，密封腔4 上述设有气压计5。
[0022]出光机构1包括第一支撑套，如图2所示，第一支撑套的一端与密封腔4 连通，第一支撑套内依次设有凹面镜10、光隔离器11、光阑12、半反射凹面镜 13、泵浦14和全反射凹面镜15，凹面镜10位于第一支撑套内靠近密封腔4的一端，半反射凹面镜13、泵浦14和全反射凹面镜15构成形成激光的谐振腔16。
[0023]入光机构2包括相互垂直的第二支撑套和第三支撑套，如图3所示，第三支撑套的
一端与密封腔4连通，第二支撑套和第三支撑套之间设有高反镜19，第二支撑套内设有光电倍增管20，第三支撑套内设有凹面镜17和窄带滤光片 18，窄带滤光片18位于凹面镜17和高反镜19直接，凹面镜17靠近密封腔4，滤光片18和高反镜19用于滤除杂光。
[0024]入光机构2还包括采集卡23，采集卡23与光电倍增管20连接。
[0025]使用时，多通道气体污染物浓度光谱监测装置开始工作测量空气NO、NO2、 NO3、N2O5等氮氧化物时，装置接通电源，气泵6开始工作，气阀7打开，气体由气泵6泵出，密封腔4中的气压开始发生变化产生负压，并被气压计5实时的显示，当气压值达到理想值时，所有光出机构1同时开始工作，由谐振腔16 发射的激光，但因为测量的时不同气体，有效吸收截面不同，激光波长也不一样，测量NO时选为226nm，测量NO2时选为409nm，测量NO3时选为662nm；
[0026]激光经过各自的光阑12，抑制杂散光通过，并得到激光光束，之后光束通过光隔离器11，光隔离器11只允许激光束从光阑侧单向通过，通过的光束便通过凹面镜10，进入密封腔4中，进入密封腔的光束继续沿着虚拟光路平行的方向，知道接触到入光机构2的凹透镜17，并被反射到凹透镜10，在凹透镜10 和凹透镜17及其包含的虚拟光路所形成的高反腔里产生本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.多通道气体污染物浓度光谱监测装置，监测装置包括密封腔(4)，密封腔(4)的周向上设有阵列分布的光路形成部件，其特征在于，所述光路形成部件包括光入机构(2)和可拆卸设置的出光机构(1)，出光机构(1)和光入机构(2)相间分布，出光机构(1)和光入机构(2)之间形成虚拟光路(21)，密封腔(4)的下方倾斜设有阵列分布的支撑脚(3)，密封腔(4)上设有气泵(6)，气泵(6)上连通有第一气管(8)和第二气管，第二气管与密封腔(4)连通，第一气管(8)上设有气阀(7)，第二气管上设有过滤器(9)，密封腔(4)上设有气压计(5)；光入机构(2)包括采集卡(23)，在密封腔(4)中色散衰减后的激光以光信号的方式进入光入机构(2)并被转化为电信号被采集卡(23)获取，经过采集卡(23)多次卷积、变换和拟合后，得到待测气体浓度。2.根据权利要求1所述的多通道气体污染物浓度光谱监测装置，其特征在于，所述出光机构(1)包括第一支撑套，第一支撑套的一端与密封腔(4)连通，第一支撑套内依次设有凹面镜(10)、光隔离器(11)、光阑(12)、半反射凹面镜(13)、泵浦(14)和全反射凹面镜(15)，凹面镜(10)位于第一支撑套内靠近密封腔(4)的一端，半反射凹面镜(13)、泵浦(14)和全反射凹面镜(15)构成形成激光的谐振腔(16)。3.根据权利要求1所述的多...
【专利技术属性】
技术研发人员：李威龙，凌六一，张帅，王成军，徐善永，施奇兵，韩涛，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：
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