本实用新型专利技术公开了一种甲烷和二氧化碳的非色散红外双组分浓度监测装置，包括进气机构、气体相关轮、红外光源、气体吸收池、第一反射镜、第三反射镜、第二反射镜、第一滤光片、第三反射镜和信号处理器，本实用新型专利技术简化了双组分非色散红外的监测系统结构，并且可以同时保证甲烷和二氧化碳的测量精度，只使用了一个气体吸收池，相较于原有的单组分非色散红外系统增加的结构很少，相较于其他的双组分非色散红外技术结构更为简单，更有利于仪器的后续发展。展。展。
【技术实现步骤摘要】
一种甲烷和二氧化碳的非色散红外双组分浓度监测装置
[0001]本技术属于气体监测设备技术，尤其涉及一种甲烷和二氧化碳的非色散红外双组分浓度监测装置。
技术介绍
[0002]非色散红外是基于光谱吸收原理对气体进行检测的方法，这种方法精确度高，可以实现在线监测测量。非色散红外是利用光源发射出连续光谱通过含有被测气体混合组分的气体，由于不同气体在不同的波段具有特征吸收谱线，固定波段上的辐射能量随气体浓度的改变而变化的原理对气体浓度进行定量分析。主要由红外光源、气体过滤相关轮、测量气室、探测器组成。
[0003]在环境空气中甲烷的含量在2ppm左右，所需的量程一般在020ppm，同时甲烷在其对应的红外吸收波段3.30的吸收截面约为，经过朗伯比尔定律计算，c为气体分子数浓度，l为光程，k为气体的吸收截面，在12m光程下，20ppm的甲烷吸收不到20％，为了保证在量程范围内的测量精度，所需光程超过20m。环境空气中二氧化碳的含量在400
‑
500ppm，所需的量程一般在01000ppm，同时二氧化碳在其对应的红外吸收波段4.25的吸收截面约为，在12m的光程下，在100ppm的浓度下吸收已经超过90％，为了保证在量程范围内的测量精度，所需光程在3m左右。由于甲烷和二氧化碳在量程和吸收系数上面的差异，两种组分所需的光程差别很大。
[0004]由于需要使用滤光片截取气体吸收波段的红外光来测量气体浓度，因此传统的非色散红外分析仪使用特定波长的滤光片，因而只能测量一种气体。为了在一台仪器上同时监测空气中甲烷和二氧化碳的含量变化，需要同时截取甲烷和二氧化碳对应的波段。一种解决方案是在一台仪器中放置两个气体测量池，分别用于测量甲烷和二氧化碳，然而这种方法需要使用两个气室，不利于仪器后续的小型化，综上所述，本申请现提出一种甲烷和二氧化碳的非色散红外双组分浓度监测装置来解决上述出现的问题。
技术实现思路
[0005]为了解决上述现有技术中的不足，本技术的目的在于提供一种甲烷和二氧化碳的非色散红外双组分浓度监测装置来解决
技术介绍
中提出的问题。
[0006]本技术解决其技术问题所采用的技术方案为：一种甲烷和二氧化碳的非色散红外双组分浓度监测装置，包括进气机构、气体相关轮、红外光源、气体吸收池、第一反射镜、第三反射镜、第二反射镜、第一滤光片、第三反射镜和信号处理器，所述进气机构用于提供样气，所述气体相关轮用于通入待检测的气体，所述气体相关轮表面开设有出气端和进气端，所述红外光源用于提供气体检测所需的红外光束，所述气体吸收池整体为空心圆柱体结构，所述气体吸收池表面开设有进气口和出气口，进气口与气体相关轮的出气端连接，所述气体吸收池包括第一凹面镜、第二凹面镜以及第三凹面镜，所述第一凹面镜、第二凹面镜以及第三凹面镜均为球凹面镜，所述第一凹面镜和第二凹面镜并列设置在气体吸收池的
一端，所述第一凹面镜与第二凹面镜优选采用相同规格的半透镜，所述第三凹面镜设置在气体吸收池的另一端，所述第三凹面镜的直径与气体吸收池的内径适配，所述第一反射镜和第三反射镜对称设置在气体吸收池内壁，且靠近第三凹面镜的位置，所述第一反射镜和第三反射镜与气体吸收池内侧壁的锐角夹角优选设置为45
°
夹角，所述气体吸收池侧面对应第一反射镜的位置开设有供经过相关轮的光线反射到气体吸收池的小孔，所述第二反射镜设置在气体吸收池内部，第二反射镜的平面位置位于气体吸收池的中心，相较于第一反射镜或第二反射镜更靠近第三凹面镜，所述第一滤光片用于对经过第二反射镜反射的光束进行滤光，所述气体吸收池侧面对应第三反射镜的位置开设有供经过第三反射镜反射后的光线可以到达第二滤光片的另一小孔，所述信号处理器包括第一红外探测器和第二红外探测器，所述第一红外探测器用于对经过第一滤光片滤光后的光束中吸收的二氧化碳浓度进行检测，所述第二红外探测器用于对经过第二滤光片滤光后的光束中吸收的甲烷浓度进行检测，所述第一红外探测器和第二红外探测器可对达到的红外光强度进行探测，将其转化为电信号并放大。
[0007]优选的，所述气体相关轮的进气端设有两个，分别用于二氧化碳和甲烷气体的通入，且二氧化碳与甲烷气体在相关轮内部不发生接触，所述气体相关轮内部借助隔板分隔成三个连通的气室，同时相关轮内部通过斩光片将光通道分为十二格。
[0008]更为优选的，所述气体相关轮可由设于装置外部的直流电机驱动转动，直流电机驱动气体相关轮保持匀速转动。
[0009]优选的，所述第二反射镜为半透半反镜。
[0010]优选的，所述进气机构包括供样管和气泵，气泵的进气管路与供样管连接，所述气泵的出气管路与气体相关轮的进气端连接。
[0011]更为优选的，所述气泵的出气管路通过电磁阀控制开合。
[0012]更为优选的，所述红外光源的光束出口位置设置有为光束加热的加热器。
[0013]更为优选的，所述第一凹面镜、第二凹面镜和第三凹面镜三者焦距均相同。
[0014]优选的，所述信号处理器还包括用于处理第一探测器和第二探测器电信号的分析器以及用于展示探测数据的显示器。
[0015]从上述内容可以看出，本技术的优点是：
[0016]1、气体相关轮采用充入甲烷和二氧化碳的方式，经过不同滤光片的滤光，两个通道的光辐射强度都可以既当参比值又当测量值，简化了双组分非色散红外的监测系统结构。
[0017]2、根据甲烷和二氧化碳的吸收系数的不同，可以在大的球凹面镜上合适的选择反射点从而选取合适的二氧化碳吸收光程，可以同时保证甲烷和二氧化碳的测量精度。
[0018]3、本技术所述的监测系统只使用了一个气体吸收池，相较于原有的单组分非色散红外系统增加的结构很少，相较于其他的双组分非色散红外技术结构更为简单，更有利于仪器的后续发展。
附图说明
[0019]图1
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图2为本技术的气体过滤相关轮示意图；
[0020]图3为本技术的整体结构和流程示意图。
[0021]附图标记中：1、红外光源；2、气体相关轮；3、气体吸收池；4、第一凹面镜；5、第二凹面镜；6、第三凹面镜；7、第一反射镜；8、第二反射镜；9、第三反射镜；10、吸收池内光路示意；11、第一滤光片；12、第一红外探测器；13、第二滤光片；14、第二红外探测器。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关技术，而非对该技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与技术相关的部分。
[0023]实施例
[0024]请参阅图1
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图3，一种甲烷和二氧化碳的非色散红外双组分浓度监测装置，包括进气机构、气体相关轮2、红外光源1、气体吸收池3、第一反射镜7、第三反射镜9、第二反射镜8、第一滤光片11、第三反射镜9和信号处理器，所述进气机构包括供样管和气泵，气泵的进气管路本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种甲烷和二氧化碳的非色散红外双组分浓度监测装置，其特征在于，包括：进气机构，所述进气机构用于提供样气；气体相关轮(2)，所述气体相关轮(2)用于通入待检测的气体，所述气体相关轮(2)表面开设有出气端和进气端；红外光源(1)，所述红外光源(1)用于提供气体检测所需的红外光束；气体吸收池(3)，所述气体吸收池(3)表面开设有进气口和出气口，进气口与气体相关轮(2)的出气端连接，所述气体吸收池(3)包括第一凹面镜(4)、第二凹面镜(5)以及第三凹面镜(6)，所述第一凹面镜(4)和第二凹面镜(5)并列设置在气体吸收池(3)的一端，所述第三凹面镜(6)设置在气体吸收池(3)的另一端；第一反射镜(7)和第三反射镜(9)，所述第一反射镜(7)和第三反射镜(9)对称设置在气体吸收池(3)内壁，且靠近第三凹面镜(6)的位置，所述气体吸收池(3)侧面对应第一反射镜(7)的位置开设有供经过相关轮的光线反射到气体吸收池(3)的小孔；第二反射镜(8)，所述第二反射镜(8)设置在气体吸收池(3)内部，第二反射镜(8)的平面位置位于气体吸收池(3)的中间位置，第二反射镜(8)的纵向位置位于第一反射镜(7)或第二反射镜(8)与第三凹面镜(6)之间；第一滤光片(11)，所述第一滤光片(11)用于对经过第二反射镜(8)反射的光束进行滤光；第三反射镜(9)，所述气体吸收池(3)侧面对应第三反射镜(9)的位置开设有供经过第三反射镜(9)反射后的光线可以到达第二滤光片(13)的另一小孔；信号处理器，所述信号处理器包括第一红外探测器(12)和第二红外探测器(14)，所述第一红外探测器(12)用于对经过第一滤...
【专利技术属性】
技术研发人员：江康，
申请(专利权)人：安徽皖仪科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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