专利名称：一种气体浓度测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光学传感技术领域，涉及一种气体浓度测量装置。
背景技术：
无论是大气污染(如N0、 N02、 S02等)还是人体健康诊断(02， C02， CO等)，还是 采矿安全(CO、 CH4等)都涉及到气体含量及存在与否的测量问题，特别是现代工业化带来 的全球臭氧层破坏、温室效应、光化学烟雾等严重后果，对国家发展和人类健康具有深远的 影响，环境领域的关键技术创新是《国家"十一五"科学技术发展规划》所提出的战略目标之 一，基本控制环境污染，初步遏制生态恶化的趋势是"十一五"期间国家对科技界的一个殷 切希望。另外，通过分析岩石圈、水圈和大气圈中的气体样品，发现异常气体，还可以达到矿 产勘察以及地球化学勘察的目的。如人们在金属矿床上方发现0、 C02、 S02、 HS、 Rn和Hg蒸 气等气体异常。另外，地震还会产生Hg蒸汽。 目前，气体传感的方法非常多，可大致分为物理和化学两大类。物理的方法可以通 过电流、电导、超声、光折射率、光强度等物理量的变化来检测气体的成分及浓度；而化学的 方法则是通过化学反应、电化学反映引起物理量的变化(如温度变化)来检测的。在众多 的测量方法中，激光光谱法具有最高的灵敏度，是目前研究的热点。由于每一种气体都有其 特定的吸收波长，通过用不同波长的激光就可以精确地确定气体的种类及浓度。不论何种 气体的实验研究或在线检测，都需要给予被测气体一定的测量空间，称为气室。现有的气体 浓度测量装置中气室长度较长或加工要求精度高、造价昂贵、光程不易控制。
发明内容本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种气体浓度测量装置。 本实用新型包括气室、激光器、探测器、废气处理器、信号处理器和流量计。 所述的气室为圆柱形全封闭结构的玻璃气室，气室的内侧壁镀有全反膜，气室的
顶盖设置有进气口 ，进气口与进气管的一端密封连接，进气管的另一端与气瓶密封连接，进
气管上设置有进气阀门和流量计；气室的底盖设置有出气口，出气口与出气管的一端密封
连接，出气管的另一端与废气处理器密封连接，出气管上设置有出气阀门和真空泵。 所述的激光器设置在底盖下方，激光器安装在旋转台上，激光器发出的激光由气
室底盖进入气室，旋转台的信号输入端与控制器的信号输出端信号连接；激光器与激光驱
动器信号连接。 所述的探测器设置在顶盖上方，探测器的光敏面位于激光光路上，探测器的信号
输出端与信号处理器的信号输入端信号连接。 所述的气室的顶盖和底盖为平面玻璃。 本实用新型加工及结构简单，成本低，本实用新型只用一个光源和一个探测器，改 变光源发射光束角度，探测器端即可得到不同光程的光信号，对两个或数个不同光程的信 号进行检测和处理，即可达到光谱测量中比色的效果，大大增加信噪比和检领,敏度。
图1为本实用新型的结构示意图具体实施方式如图1所示，一种气体浓度测量装置包括气室6、激光器8、探测器16、废气处理器 11、信号处理器18和流量计3。 圆柱形全封闭结构的玻璃气室6内部中空，形成气室腔16，气室6的内侧壁镀有一 层全反膜，气室的顶盖开有进气口 4，进气口 4与进气管1的一端密封连接，进气管1的另一 端与气瓶5密封连接，进气管1靠近进气口 4的一侧依次设置有进气阀门2和流量计3 ;气 室的底盖开有出气口 15，出气口 15与出气管13的一端密封连接，出气管13的另一端与废 气处理器11密封连接，出气管13靠近出气口 15的一侧依次设置有出气阀门14和真空泵
12 ; 激光器8与底盖所在的平面呈^角度设置，激光器8安装在旋转台7上，激光器8 在旋转台上可做180度旋转，从而来改变^的大小，旋转台7的信号输入端与控制器9的信 号输出端信号连接；激光器8与激光驱动器10信号连接； 探测器17设置在顶盖上方并与顶盖的激光出射口对应设置，探测器17的信号输 出端与信号处理器18的信号输入端信号连接； 所述的气室的顶盖和底盖为平面玻璃。 本实用新型的具体工作过程是打开进气阀门，将待测的气体进入气室内，通过控 制器控制旋转平台从而来调整角度P的大小，确定一个合适的角度后打开激光器，从激光器 发出的光从底盖进入气室内，在气室内侧壁全反射直到出顶盖，顶盖上设置的探测器接受 到光信号后启动信号处理器，信号处理器记录光强信息。再次调整角度P的大小，并重复上 述过程得到另一个光强信息，通过光强信息的对比计算则可以得到待测气体的浓度。
权利要求一种气体浓度测量装置，包括气室、激光器、探测器、废气处理器、信号处理器和流量计，其特征在于所述的气室为圆柱形全封闭结构的玻璃气室，气室的内侧壁镀有全反膜，气室的顶盖设置有进气口，进气口与进气管的一端密封连接，进气管的另一端与气瓶密封连接，进气管上设置有进气阀门和流量计；气室的底盖设置有出气口，出气口与出气管的一端密封连接，出气管的另一端与废气处理器密封连接，出气管上设置有出气阀门和真空泵；所述的激光器设置在底盖下方，激光器安装在旋转台上，激光器发出的激光由气室底盖进入气室，旋转台的信号输入端与控制器的信号输出端信号连接；激光器与激光驱动器信号连接；所述的探测器设置在顶盖上方，探测器的光敏面位于激光光路上，探测器的信号输出端与信号处理器的信号输入端信号连接；所述的气室的顶盖和底盖为平面玻璃。
专利摘要本实用新型涉及一种气体浓度测量装置。现有的气体浓度测量装置中气室长度较长或加工要求精度高、造价昂贵、光程不易控制。本实用新型包括气室、激光器、探测器、废气处理器、信号处理器和流量计。圆柱形玻璃气室内侧壁镀有一层全反膜，气室的顶盖开有进气口，进气口与进气管的密封连接，进气管依次设置有进气阀门和流量计；气室的底盖开有出气口，出气口与出气管密封连接，出气管道依次设置有出气阀门和真空泵；探测器设置在顶盖上方并与顶盖的激光出射口对应设置，探测器的信号输出端与信号处理器的信号输入端信号连接。本实用新型装置加工简单、成本低，信噪比和检测灵敏度高。
文档编号G01N21/01GK201477039SQ20092019022
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月3日 优先权日2009年8月3日
发明者王斌浩, 瑞小川, 阎春生 申请人:浙江大学