【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及同位素測量，更具體的說是涉及一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置。
技術(shù)介紹
1、同位素是指質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素，穩(wěn)定同位素。同位素可分為放射性同位素和穩(wěn)定同位素，其中，穩(wěn)定同位素具有穩(wěn)定度高且不衰變的特點(diǎn)，通過測量樣品中的穩(wěn)定同位素可以了解氣候與環(huán)境，利用碳(c)、氫(h)、氧(o)等穩(wěn)定同位素來估算環(huán)境參數(shù)，穩(wěn)定同位素的測量對(duì)于大氣環(huán)境和生態(tài)科學(xué)的研究有重要意義。現(xiàn)有的穩(wěn)定同位素測量大多采用質(zhì)譜法和光譜法。其中，質(zhì)譜儀的體積大，操作程序復(fù)雜，需要專業(yè)人員實(shí)時(shí)操作，光譜法雖然避免了上述缺陷，但是光譜法需要將待測氣體輸入光學(xué)衰蕩腔內(nèi)進(jìn)行測量，氣體中存在的雜質(zhì)會(huì)影響光譜法的測量精度。因此，如何提供一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)提供了一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置，通過進(jìn)氣處理模塊實(shí)現(xiàn)氣體的自動(dòng)化進(jìn)入以及雜質(zhì)的過濾，通過數(shù)據(jù)測量模塊和數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定同位素測量，提高測量精度。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置，包括進(jìn)氣處理模塊、數(shù)據(jù)測量模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；氣體從進(jìn)氣處理模塊進(jìn)入后通入數(shù)據(jù)測量模塊采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行分析，調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)測量模塊，測量結(jié)束后獲得氣體的穩(wěn)定同位素測量結(jié)果；進(jìn)氣處理模塊包括依次連接的第一粗過濾器、第一進(jìn)氣泵、第一電磁閥和細(xì)過濾器，細(xì)過濾器還連接有第一多通閥的第一接口
4、可選的，進(jìn)氣處理模塊還包括第二粗過濾器、第三粗過濾器、第二進(jìn)氣泵、第三進(jìn)氣泵、第二電磁閥和第三電磁閥，其中，第二粗過濾器、第二進(jìn)氣泵、第二電磁閥依次連接，第三粗過濾器、第三進(jìn)氣泵、第三電磁閥依次連接，第二電磁閥、第三電磁閥均與細(xì)過濾器連接；第一粗過濾器、第二粗過濾器、第三粗過濾器分別連接不同的待測氣體輸入管道，通過控制第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥的開閉通入不同的待測氣體。
5、可選的，第二多通閥的第三接口與氣體分離裝置之間設(shè)置有第三多通閥，第三多通閥的第一接口、第二接口、第三接口分別與第二多通閥的第三接口、氣體分離裝置、第四進(jìn)氣泵連接，氣體測量結(jié)束后，第四進(jìn)氣泵抽入零氣依次通過第三多通閥、第二多通閥進(jìn)入數(shù)據(jù)測量模塊。
6、可選的，數(shù)據(jù)測量模塊包括依次連接的激光器、波長監(jiān)測計(jì)、光學(xué)衰蕩腔、聚焦透鏡、光電探測器，激光器、波長監(jiān)測計(jì)、光電探測器還與數(shù)據(jù)處理模塊連接；數(shù)據(jù)處理模塊控制激光器發(fā)射激光，波長監(jiān)測計(jì)監(jiān)測激光的波長并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊，光學(xué)衰蕩腔內(nèi)進(jìn)行氣體的穩(wěn)定同位素測量，光學(xué)衰蕩腔的光學(xué)出口透射出去的光由聚焦透鏡進(jìn)行聚焦后由光電探測器進(jìn)行檢測，光電探測器將檢測結(jié)果發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊。
7、可選的，數(shù)據(jù)測量模塊還包括溫度壓力采集裝置和溫度壓力調(diào)節(jié)裝置，溫度壓力采集裝置采集光學(xué)衰蕩腔內(nèi)的溫度和壓力數(shù)據(jù)并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊通過溫度壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)光學(xué)衰蕩腔內(nèi)的溫度和壓力。
8、可選的，數(shù)據(jù)測量模塊還包括腔體調(diào)節(jié)裝置，腔體調(diào)節(jié)裝置與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊通過腔體調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)光學(xué)衰蕩腔的長度。
9、可選的，數(shù)據(jù)處理模塊包括依次連接的信號(hào)放大器、ad轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)處理單元和激光控制單元，信號(hào)放大器還與光電探測器連接，激光控制單元還與激光器、波長監(jiān)測計(jì)連接。
10、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提供了一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置，具有以下有益效果：本專利技術(shù)采用光譜法進(jìn)行測量，相較于質(zhì)譜儀本專利技術(shù)的測量裝置體積更小、無需復(fù)雜的操作程序，采用光腔衰蕩檢測技術(shù)，通過測量衰蕩時(shí)間進(jìn)行檢測，因此受光源波動(dòng)、光強(qiáng)衰減等因素影響小，在此基礎(chǔ)上本專利技術(shù)通過對(duì)待測氣體進(jìn)行處理避免了氣體中雜質(zhì)對(duì)測量結(jié)果的干擾，提高了測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，能夠?qū)崿F(xiàn)同位素的長期穩(wěn)定測量；本專利技術(shù)設(shè)置多個(gè)待測氣體輸入，可對(duì)多種待測氣體依次進(jìn)行測量，并且多種待測氣體之間不會(huì)相互干擾；本專利技術(shù)設(shè)置氣體分離裝置，可測量多組分氣體中單一氣體的穩(wěn)定同位素；本專利技術(shù)可通過調(diào)節(jié)光學(xué)衰蕩腔內(nèi)的溫度、壓力以及衰蕩腔長度適應(yīng)不同的氣體，提高測量精度。
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1.一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置，其特征在于，包括進(jìn)氣處理模塊、數(shù)據(jù)測量模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；氣體從進(jìn)氣處理模塊進(jìn)入后通入數(shù)據(jù)測量模塊采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行分析，調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)測量模塊，測量結(jié)束后獲得氣體的穩(wěn)定同位素測量結(jié)果；進(jìn)氣處理模塊包括依次連接的第一粗過濾器、第一進(jìn)氣泵、第一電磁閥和細(xì)過濾器，細(xì)過濾器還連接有第一多通閥的第一接口，第一多通閥的第二接口連接有氣體分離裝置，第一多通閥的第三接口還與第二多通閥的第一接口連接，第二多通閥的第二接口與數(shù)據(jù)測量模塊連接，第二多通閥的第三接口與氣體分離裝置連接，氣體依次通過第一粗過濾器、第一進(jìn)氣泵、第一電磁閥和細(xì)過濾器后過濾掉固體顆粒物，如果將氣體通過第一多通閥、第二多通閥直接輸入數(shù)據(jù)測量模塊進(jìn)行測量，得到混合氣體的穩(wěn)定同位素測量結(jié)果；如果將氣體通過第一多通閥、氣體分離裝置、第二多通閥輸入數(shù)據(jù)測量模塊進(jìn)行測量，得到單一氣體的穩(wěn)定同位素測量結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置，其特征在于，進(jìn)氣處理模塊還包括第二粗過濾器、第三粗過濾器、第二進(jìn)氣泵、第三進(jìn)氣泵、第二電磁閥和第三電磁閥，其中，第二粗過濾器
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置，其特征在于，第二多通閥的第三接口與氣體分離裝置之間設(shè)置有第三多通閥，第三多通閥的第一接口、第二接口、第三接口分別與第二多通閥的第三接口、氣體分離裝置、第四進(jìn)氣泵連接，氣體測量結(jié)束后，第四進(jìn)氣泵抽入零氣依次通過第三多通閥、第二多通閥進(jìn)入數(shù)據(jù)測量模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)測量模塊包括依次連接的激光器、波長監(jiān)測計(jì)、光學(xué)衰蕩腔、聚焦透鏡、光電探測器，激光器、波長監(jiān)測計(jì)、光電探測器還與數(shù)據(jù)處理模塊連接；數(shù)據(jù)處理模塊控制激光器發(fā)射激光，波長監(jiān)測計(jì)監(jiān)測激光的波長并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊，光學(xué)衰蕩腔內(nèi)進(jìn)行氣體的穩(wěn)定同位素測量，光學(xué)衰蕩腔的光學(xué)出口透射出去的光由聚焦透鏡進(jìn)行聚焦后由光電探測器進(jìn)行檢測，光電探測器將檢測結(jié)果發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)測量模塊還包括溫度壓力采集裝置和溫度壓力調(diào)節(jié)裝置，溫度壓力采集裝置采集光學(xué)衰蕩腔內(nèi)的溫度和壓力數(shù)據(jù)并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊通過溫度壓力調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)光學(xué)衰蕩腔內(nèi)的溫度和壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)測量模塊還包括腔體調(diào)節(jié)裝置，腔體調(diào)節(jié)裝置與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊通過腔體調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)光學(xué)衰蕩腔的長度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置，其特征在于，數(shù)據(jù)處理模塊包括依次連接的信號(hào)放大器、AD轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)處理單元和激光控制單元，信號(hào)放大器還與光電探測器連接，激光控制單元還與激光器、波長監(jiān)測計(jì)連接。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置，其特征在于，包括進(jìn)氣處理模塊、數(shù)據(jù)測量模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；氣體從進(jìn)氣處理模塊進(jìn)入后通入數(shù)據(jù)測量模塊采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行分析，調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)測量模塊，測量結(jié)束后獲得氣體的穩(wěn)定同位素測量結(jié)果；進(jìn)氣處理模塊包括依次連接的第一粗過濾器、第一進(jìn)氣泵、第一電磁閥和細(xì)過濾器，細(xì)過濾器還連接有第一多通閥的第一接口，第一多通閥的第二接口連接有氣體分離裝置，第一多通閥的第三接口還與第二多通閥的第一接口連接，第二多通閥的第二接口與數(shù)據(jù)測量模塊連接，第二多通閥的第三接口與氣體分離裝置連接，氣體依次通過第一粗過濾器、第一進(jìn)氣泵、第一電磁閥和細(xì)過濾器后過濾掉固體顆粒物，如果將氣體通過第一多通閥、第二多通閥直接輸入數(shù)據(jù)測量模塊進(jìn)行測量，得到混合氣體的穩(wěn)定同位素測量結(jié)果；如果將氣體通過第一多通閥、氣體分離裝置、第二多通閥輸入數(shù)據(jù)測量模塊進(jìn)行測量，得到單一氣體的穩(wěn)定同位素測量結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置，其特征在于，進(jìn)氣處理模塊還包括第二粗過濾器、第三粗過濾器、第二進(jìn)氣泵、第三進(jìn)氣泵、第二電磁閥和第三電磁閥，其中，第二粗過濾器、第二進(jìn)氣泵、第二電磁閥依次連接，第三粗過濾器、第三進(jìn)氣泵、第三電磁閥依次連接，第二電磁閥、第三電磁閥均與細(xì)過濾器連接；第一粗過濾器、第二粗過濾器、第三粗過濾器分別連接不同的待測氣體輸入管道，通過控制第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥的開閉通入不同的待測氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光譜法穩(wěn)定同位素測量裝置，其特征在于，第二多通閥的第三接...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉振興，吳希，胡石林，馬川，金超，張平柱，呂衛(wèi)星，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：安徽中核桐源科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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