本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種氣態(tài)物質(zhì)的分析裝置，所述分析裝置包括：光源，所述光源發(fā)出的測量光射入反應(yīng)室內(nèi)；反應(yīng)室，所述反應(yīng)室內(nèi)的待測氣態(tài)物質(zhì)被所述測量光激發(fā)，發(fā)出紫外熒光；氣體置換模塊，包括設(shè)置在所述反應(yīng)室上的進氣口和出氣口；光轉(zhuǎn)換模塊，所述光轉(zhuǎn)換模塊用于將所述紫外熒光轉(zhuǎn)換為可見光或近紅外光；第一探測器，所述第一探測器用于將接收到的所述可見光或近紅外光轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到信號處理單元；信號處理單元，所述信號處理單元用于利用所述光轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換效率處理接收到的所述電信號，從而得出所述待測氣態(tài)物質(zhì)的含量。本發(fā)明專利技術(shù)具有測量準確度高、成本低的等優(yōu)點。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及二氧化硫的檢測，特別涉及利用紫外熒光檢測技術(shù)去檢測氣態(tài)物質(zhì)的裝置和方法。
技術(shù)介紹
二氧化硫是一種無色的有毒氣體，濃度較低時沒有氣味，在濃度達到約1. 5mg/m3 時會出現(xiàn)刺鼻味。二氧化硫主要來源為石油、煤炭中含有的硫燃燒后轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸蚺湃氪髿?。二氧化硫是空氣中的一種主要污染成分，據(jù)報道，中國目前每年因二氧化硫和酸雨污染，對生態(tài)環(huán)境和人體健康影響造成的經(jīng)濟損失在1100億元人民幣左右。人在吸收二氧化硫后可使呼吸系統(tǒng)功能受損，加重已有的呼吸系統(tǒng)疾病及心血管病。對易受影響人群，除肺部功能改變外，還伴有一些如喘氣、氣促、咳嗽等明顯癥狀，并由此導(dǎo)致死亡率上升。近年來，對二氧化硫等有害氣體污染的控制，治理力度越來越大，這其中準確、及時的檢測手段是治理污染的前提。汞是劇毒的物質(zhì)，即使環(huán)境中的汞含量很低，也會通過食物鏈累積到人體中，從而危害人體健康。因此，需要檢測大氣(或煙氣)中的汞含量。目前，通常采用紫外熒光分析技術(shù)檢測空氣中的氣態(tài)物質(zhì)，如二氧化硫、氣態(tài)汞。 紫外熒光分析技術(shù)具有測量精度高、靈敏度高、測量值穩(wěn)定、儀器維護量小、可進行連續(xù)自動在線監(jiān)測等優(yōu)點。所述紫外熒光技術(shù)的原理為待測氣態(tài)物質(zhì)的分子接受特定波長紫外線能量成為激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)分子在返回低能態(tài)時會產(chǎn)生特征熒光，通過測量特征熒光的強度來確定待測氣態(tài)物質(zhì)的濃度。圖1示意性地給出了中國專利CN2722239Y中二氧化硫分析裝置的基本結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，所述分析裝置包括紫外光源1、反應(yīng)室5、光電倍增管4、參考探測器6以及信號處理單元，在所述反應(yīng)室5上設(shè)置有進氣口 2、出氣口 3。參考探測器6設(shè)置在光源11發(fā)出的測量光的光路上，用于檢測光源11的變化，輸出端連接信號處理單元，但隨之帶來了影響測量的雜散光。為了減少反應(yīng)室5內(nèi)雜散光對測量的影響，反應(yīng)室5的側(cè)部設(shè)置成錐形結(jié)構(gòu)。該分析裝置的工作過程為紫外光源1發(fā)出的測量光射入所述反應(yīng)室5內(nèi)，反應(yīng)室5內(nèi)待測氣體中的二氧化硫被所述測量光激發(fā)并發(fā)出熒光，所述光電倍增管4接收所述熒光， 并轉(zhuǎn)換為電信號，信號處理單元處理所述電信號、參考探測器傳送來的光源1的光強，從而獲知待測氣體中二氧化硫的含量。專利JP7-318427、EP0281963公開了和上述分析裝置類似的裝置。上述技術(shù)方案主要有以下不足1、由于熒光處于紫外波段，而且很微弱，因此上述技術(shù)方案都是通過光電倍增管檢測，而光電倍增管價格昂貴，易損壞。2、錐形結(jié)構(gòu)僅在一定程度上減小了雜散光對測量的影響，但還無法完全避免。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本專利技術(shù)提供一種成本低、測量準確度高的二氧化硫分析裝置，還提供了一種運行成本低、測量準確度高的二氧化硫的分析方法。本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的氣態(tài)物質(zhì)的分析裝置，所述分析裝置包括光源，所述光源發(fā)出的測量光射入反應(yīng)室內(nèi)；反應(yīng)室，所述反應(yīng)室內(nèi)的待測氣態(tài)物質(zhì)被所述測量光激發(fā)，發(fā)出紫外熒光；氣體置換模塊，包括設(shè)置在所述反應(yīng)室上的進氣口和出氣口 ；光轉(zhuǎn)換模塊，所述光轉(zhuǎn)換模塊用于將所述紫外熒光轉(zhuǎn)換為可見光或近紅外光；第一探測器，所述第一探測器用于將接收到的所述可見光或近紅外光轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到信號處理單元；信號處理單元，所述信號處理單元用于利用所述光轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換效率處理接收到的所述電信號，從而得出所述待測氣態(tài)物質(zhì)的含量。根據(jù)上述的分析裝置，所述測量光中包含對應(yīng)于待測氣態(tài)物質(zhì)的吸收譜線的波長。根據(jù)上述的分析裝置，所述分析裝置進一步包括第二探測器，用于直接測量所述光源的光強；所述第二探測器設(shè)置所述光源的側(cè)部，輸出端連接所述信號處理單元。根據(jù)上述的分析裝置，所述待測氣態(tài)物質(zhì)是二氧化硫或氣態(tài)汞。根據(jù)上述的分析裝置，優(yōu)選地，所述第一探測器采用APD、PIN管。根據(jù)上述的分析裝置，所述光轉(zhuǎn)換模塊設(shè)置在測量光路的側(cè)部。根據(jù)上述的分析裝置，優(yōu)選地，所述光轉(zhuǎn)換模塊采用稀土或鋁酸鹽材料。本專利技術(shù)的目的還通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)一種二氧化硫的分析方法，所述分析方法包括以下步驟(Al)光源發(fā)出的測量光進入反應(yīng)室內(nèi)；(A2)反應(yīng)室內(nèi)的待測氣態(tài)物質(zhì)被所述測量光激發(fā)，發(fā)出紫外熒光；(A3)所述紫外熒光被光轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為可見光或近紅外光；(A4)第一探測器將接收到的所述可見光或近紅外光轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到信號處理單元；(A5)信號處理單元利用所述光轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換效率處理接收到的所述電信號，從而獲知待測氣態(tài)物質(zhì)的含量。根據(jù)上述的分析方法，第二探測器直接測量所述光源出射的光強，并傳送到所述信號處理單元。根據(jù)上述的分析方法，所述測量光的波長包含對應(yīng)于待測氣態(tài)物質(zhì)的吸收譜線。根據(jù)上述的分析方法，所述吸收譜線處于紫外波段。根據(jù)上述的分析方法，優(yōu)選地，所述第一探測器采用APD、PIN。根據(jù)上述的分析方法，優(yōu)選地，所述光轉(zhuǎn)換模塊采用稀土或鋁酸鹽材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有的有益效果為1、通過轉(zhuǎn)換，是紫外熒光轉(zhuǎn)換為可見光或近紅外管，從而使用APD、PIN等常規(guī)的低成本探測器的應(yīng)用成為現(xiàn)實；2、第二探測器設(shè)置在光源的一側(cè)，可直接檢測光源出射光的強度，完全避免了因其安裝位置帶來的雜散光對測量的影響，提高了測量的準確度。附圖說明參照附圖，本專利技術(shù)的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是這些附圖僅僅用于舉例說明本專利技術(shù)的技術(shù)方案，而并非意在對本專利技術(shù)的保護范圍構(gòu)成限制。 圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中二氧化硫分析裝置的基本結(jié)構(gòu)圖；圖2是根據(jù)本專利技術(shù)實施例1的氣態(tài)物質(zhì)的分析裝置的基本結(jié)構(gòu)圖；圖3是根據(jù)本專利技術(shù)實施例1的氣態(tài)物質(zhì)的分析方法的流程圖。具體實施例方式圖2-3和以下說明描述了本專利技術(shù)的可選實施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實施和再現(xiàn)本專利技術(shù)。為了教導(dǎo)本專利技術(shù)技術(shù)方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本專利技術(shù)的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本專利技術(shù)的多個變型。由此，本專利技術(shù)并不局限于下述可選實施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。實施例1 圖2示意性地給出了本專利技術(shù)實施例的氣態(tài)物質(zhì)的分析裝置的基本結(jié)構(gòu)圖。如圖2 所示，所述分析裝置包括光源11，所述光源發(fā)出的測量光射入反應(yīng)室21內(nèi)，所述測量光包含的波長對應(yīng)于待測氣態(tài)物質(zhì)(如二氧化硫、氣態(tài)汞等)的吸收譜線。所述光源11可采用紫外燈、激光器寸。反應(yīng)室21，所述反應(yīng)室21內(nèi)容納待測氣態(tài)物質(zhì)，待測氣態(tài)物質(zhì)被所述測量光激發(fā)出紫外熒光。所述反應(yīng)室21上設(shè)置有窗口片41、42，便于所述測量光的入射和出射，同時用于隔離反應(yīng)室21和外界。氣體置換模塊，包括設(shè)置在所述反應(yīng)室上的進氣口 31和出氣口 32，從而不斷置換所述反應(yīng)室21內(nèi)的待測氣態(tài)物質(zhì)。光轉(zhuǎn)換模塊51，該光轉(zhuǎn)換模塊51設(shè)置在測量光路的側(cè)部，用于將所述紫外熒光轉(zhuǎn)換為可見光或近紅外光。所述光轉(zhuǎn)換模塊51可采用稀土或鋁酸鹽材料，光轉(zhuǎn)換效率可達 90%。第一探測器61，所述第一探測器61用于將接收到的所述可見光或近紅外光轉(zhuǎn)換為電信號，并傳送到信號處理單元。所述第一探測器61采用APD、PIN等較便宜的光電探測ο優(yōu)選地，第二探測器81設(shè)置在所述光源11的側(cè)部，用于直接檢測光源11出射光的強度，并傳送到所述信號處理單元71。信號處理單元71，所述信號處理單元71利用熒光分析技術(shù)、光轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張良，黃偉，葉顯君，葉華俊，王健，
申請(專利權(quán))人：聚光科技杭州股份有限公司，杭州聚光環(huán)?？萍加邢薰?/a>，
類型：發(fā)明
國別省市：
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