高浓度二氧化氮检测方法及检测系统技术方案

本发明专利技术涉及气体检测领域，尤其涉及高浓度二氧化氮检测方法及检测系统。检测系统，包括：切换阀、蠕动泵、制冷器、检测器、光电池和电路单元；所述切换阀、蠕动泵、制冷器和检测器依次连接；所述检测器，用于检测充入含有二氧化氮的待测气体后的光强度变化；所述电路单元包括中央处理器，输入模块，输出模块，数据存储与传输模块和远程控制模块；所述中央处理器，输入模块，输出模块，数据存储与传输模块和远程控制模块之间为电连接；所述光电池将所述光强度的改变转换成电信号，传输给所述中央处理器，记录吸光度值，并计算二氧化氮的浓度。本发明专利技术可在线完成高浓度的二氧化氮检测，操作简单，结果准确。结果准确。结果准确。

【技术实现步骤摘要】
高浓度二氧化氮检测方法及检测系统


[0001]本专利技术涉及气体检测领域，尤其涉及高浓度二氧化氮检测方法及检测系统。

技术介绍

[0002]二氧化氮是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。二氧化氮经紫外线照射发生反应形成有毒的光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛，伤害植物，并能使大气能见度降低。另外，二氧化氮与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分。大气中的氮氧化物主要源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。因此，人们逐渐关注二氧化氮的分析及浓度测量。
[0003]对于二氧化氮的分析方法，根据二氧化氮的浓度不同而不同。其中，对于低于4000ppm的二氧化氮常用的浓度测量方法有三类：第一类是利用物理化学性质的气体传感器，如半导体式、催化燃烧式、固体热导式等进行测量。第二类是利用物理性质的气体传感器，如热传导式、光干涉式、红外吸收式等进行测量。第三类是利用电化学性质的气体传感器，如定电位电解式、迦伐尼电池式、隔膜离子电极式、固定电解质式等进行测量。
[0004]但是，对于超过4000ppm的二氧化氮没有较好的测量方法。有研究人员使用二氧化氮的分析监测方法
‑
盐酸萘乙二胺分光光度法进行测量，但是该方法操作步骤复杂，需要使用化学试剂，难以实现仪器的自动测量。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种高浓度二氧化氮检测方法及检测系统，可在线完成高浓度的二氧化氮检测，操作简单，结果准确。
[0006]本专利技术提供了一种高浓度二氧化氮检测系统，包括：切换阀、蠕动泵、制冷器、检测器、光电池和电路单元；
[0007]所述切换阀、蠕动泵、制冷器和检测器依次连接；
[0008]所述检测器，用于检测充入含有二氧化氮的待测气体后的光强度变化；
[0009]所述电路单元包括中央处理器，输入模块，输出模块，数据存储与传输模块和远程控制模块；所述中央处理器，输入模块，输出模块，数据存储与传输模块和远程控制模块之间为电连接；
[0010]所述光电池将所述光强度的改变转换成电信号，传输给所述中央处理器，记录吸光度值，并计算二氧化氮的浓度。
[0011]优选地，所述远程控制模块包括远程启动测量模块和远程启动清洗模块。
[0012]优选地，所述电路单元还包括电源，为所述切换阀、蠕动泵、制冷器和检测器供电。
[0013]优选地，所述输出模块包括人机交互界面。
[0014]优选地，所述制冷器的底部设置有冷凝水出口，所述冷凝水出口与蠕动泵通过管路连接。
[0015]本专利技术提供了一种利用上述技术方案所述的检测系统的高浓度二氧化氮检测方
法，包括以下步骤：
[0016]步骤1：切换阀接通空气段，通过蠕动泵向气体流路中注入空气，利用空气对系统进行清洗，检测器测量其内部空气的吸光度作为基线；
[0017]步骤2：切换阀接通实际待测气体段，通过蠕动泵注入含有二氧化氮的待测气体；
[0018]步骤3：所述含有二氧化氮的待测气体经过制冷器的下端进入，经冷凝处理后的气体由制冷器的上端出口进入检测器；
[0019]步骤4：检测器内的光经过所述冷凝处理后的气体后，光强度改变，光电池将所述光强度的改变量转换为电信号，传输给中央处理器，记录吸光度值，并与空气的吸光度进行比较，得到此次二氧化氮的吸光度；根据所述吸光度计算二氧化氮的浓度。
[0020]优选地，所述步骤4中还包括：建立二氧化氮气体浓度与吸光度之间的关系曲线，根据所述关系曲线计算二氧化氮的浓度。
[0021]优选地，所述步骤4后还包括：
[0022]步骤5：切换阀接通空气段，通过蠕动泵向气体流路中注入空气，利用空气对系统进行清洗，结束测量。
[0023]优选地，所述制冷器产生的冷凝水以及部分二氧化氮气体通过外排管路返回蠕动泵，然后向外排出。
[0024]优选地，所述步骤1～4通过电路单元进行控制，完成监测、数据存储及远程传输。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的高浓度二氧化氮检测方法及检测系统，对待测气体进行除湿处理后，直接测量其中二氧化氮的吸光度，对照二氧化氮浓度与吸光度之间的关系曲线，由吸光度计算出二氧化氮的浓度。由于测量过程不需要消耗化学试剂，就可以直接对高浓度的二氧化氮气体进行测量，降低了使用成本和维护成本。通过对于二氧化氮气体的实际监测分析，完成一次监测流程只需要1分钟，也可以根据现场的实际情况设定间歇式测量，用时短，效率高。而且，分析监测结果准确度高，重现性可达到5％以内。
附图说明
[0026]图1表示本专利技术高浓度二氧化氮检测系统的结构示意图；
[0027]图2表示本专利技术高浓度二氧化氮检测系统内化学流路示意图。
具体实施方式
[0028]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术的限制。
[0029]二氧化氮为红棕色气体，根据朗伯比尔定律，在一定的浓度范围内，可以利用二氧化氮本身的红棕色与其浓度成正比的关系，通过测量其吸光度来测量二氧化氮的浓度。
[0030]本专利技术属于自动在线监测高浓度二氧化氮气体的装置，特别适合于硝酸溶解金属，如八氧化三铀，产生大量高浓度的二氧化氮气体(在相对小的空间内浓度可以达到70％以上)的在线分析，只需接通电源，不需要消耗试剂，仪器自动操作就可以完成对二氧化氮的在线监测。
[0031]本专利技术的实施例公开了一种高浓度二氧化氮检测系统，如图1所示，包括：切换阀1、蠕动泵2、制冷器3、检测器4、光电池5和电路单元6；
[0032]所述切换阀1、蠕动泵2、制冷器3和检测器4依次连接；
[0033]所述检测器3，用于检测充入含有二氧化氮的待测气体后的光强度变化；
[0034]所述电路单元6包括中央处理器7，输入模块8，输出模块9，数据存储与传输模块10和远程控制模块11；所述中央处理器7，输入模块8，输出模块9，数据存储与传输模块10和远程控制模块11之间为电连接；
[0035]所述光电池5将所述光强度的改变转换成电信号，传输给所述中央处理器7，记录吸光度值，并计算二氧化氮的浓度。
[0036]按照本专利技术，所述切换阀1用于通入实际待测气体和通入空气的切换。
[0037]所述切换阀1、蠕动泵2、制冷器3和检测器4依次连接。优选地，所述制冷器3的底部设置有冷凝水出口，所述冷凝水出口与蠕动泵2通过管路连接。
[0038]所述制冷器3为半导体或其它形式的制冷器，通过降低气体的温度来凝结气体中带来的水蒸气；冷凝水出口用于外排产生的冷凝水以及部分待测气体。所述冷凝水以及部分待测气体经过管路进入蠕动泵，并经由蠕动泵最终排除系统外。
[0039]空气或者待测气体通过切换阀1进入，经过蠕动泵2，进入制冷器3，最后到达检测器4；在检测器4内进行吸光度测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高浓度二氧化氮检测系统，其特征在于，包括：切换阀、蠕动泵、制冷器、检测器、光电池和电路单元；所述切换阀、蠕动泵、制冷器和检测器依次连接；所述检测器，用于检测充入含有二氧化氮的待测气体后的光强度变化；所述电路单元包括中央处理器，输入模块，输出模块，数据存储与传输模块和远程控制模块；所述中央处理器，输入模块，输出模块，数据存储与传输模块和远程控制模块之间为电连接；所述光电池将所述光强度的改变转换成电信号，传输给所述中央处理器，记录吸光度值，并计算二氧化氮的浓度。2.根据权利要求1所述的高浓度二氧化氮检测系统，其特征在于，所述远程控制模块包括远程启动测量模块和远程启动清洗模块。3.根据权利要求1所述的高浓度二氧化氮检测系统，其特征在于，所述电路单元还包括电源，为所述切换阀、蠕动泵、制冷器和检测器供电。4.根据权利要求1所述的高浓度二氧化氮检测系统，其特征在于，所述输出模块包括人机交互界面。5.根据权利要求1所述的高浓度二氧化氮检测系统，其特征在于，所述制冷器的底部设置有冷凝水出口，所述冷凝水出口与蠕动泵通过管路连接。6.一种利用权利要求1～5任意一项所述的检测系统的高浓度二氧化氮检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：切换阀接通空气段，通过蠕动泵向气体流路中...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，冯威锋，董彦霞，张慧妍，王扬，曹放，苑海涛，
申请(专利权)人：北京博瑞赛科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：