专利名称：气态物质的分析装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ニ氧化硫的检测，特别涉及利用紫外荧光检测技术去检测气态物质的装置。
背景技术：
ニ氧化硫是ー种无色的有毒气体，浓度较低时没有气味，在浓度达到约I. 5mg/m3时会出现刺鼻味。ニ氧化硫主要来源为石油、煤炭中含有的硫燃烧后转变为ニ氧化硫排入大气。ニ氧化硫是空气中的ー种主要污染成分，据报道，中国目前毎年因ニ氧化硫和酸雨污染，对生态环境和人体健康影响造成的经济损失在1100亿元人民币左右。人在吸收ニ氧化硫后可使呼吸系统功能受损，加重已有的呼吸系统疾病及心血管病。对易受影响人群，除 肺部功能改变外，还伴有ー些如喘气、气促、咳嗽等明显症状，并由此导致死亡率上升。近年来，对ニ氧化硫等有害气体污染的控制，治理カ度越来越大，这其中准确、及时的检测手段是治理污染的前提。汞是剧毒的物质，即使环境中的汞含量很低，也会通过食物链累积到人体中，从而危害人体健康。因此，需要检测大气(或烟气)中的汞含量。目前，通常采用紫外荧光分析技术检测空气中的气态物质，如ニ氧化硫、气态汞。紫外荧光分析技术具有測量精度高、灵敏度高、測量值稳定、仪器维护量小、可进行连续自动在线监测等优点。所述紫外荧光技术的原理为待测气态物质的分子接受特定波长紫外线能量成为激发态，激发态分子在返回低能态时会产生特征荧光，通过测量特征荧光的强度来确定待测气态物质的浓度。图I示意性地给出了中国专利CN2722239Y中二氧化硫分析装置的基本结构图，如图I所示，所述分析装置包括紫外光源I、反应室5、光电倍增管4、參考探測器6以及信号处理单元，在所述反应室5上设置有进气ロ 2、出气ロ 3。參考探测器6设置在光源11发出的測量光的光路上，用于检测光源11的变化，输出端连接信号处理单元，但随之带来了影响测量的杂散光。为了减少反应室5内杂散光对测量的影响，反应室5的侧部设置成锥形结构。该分析装置的工作过程为紫外光源I发出的測量光射入所述反应室5内，反应室5内待测气体中的ニ氧化硫被所述测量光激发并发出荧光，所述光电倍増管4接收所述荧光，并转换为电信号，信号处理单元处理所述电信号、參考探测器传送来的光源I的光强，从而获知待测气体中ニ氧化硫的含量。专利JP7-318427、EP0281963公开了和上述分析装置类似的装置。上述技术方案主要有以下不足I、由于荧光处于紫外波段，而且很微弱，因此上述技术方案都是通过光电倍增管检测，而光电倍增管价格昂贵，易损坏。2、锥形结构仅在一定程度上减小了杂散光对测量的影响，但还无法完全避免
实用新型内容
[0009]为了解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供一种成本低、測量准确度高的ニ氧化硫分析装置。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的气态物质的分析装置，所述分析装置包括光源，所述光源发出的測量光射入反应室内；反应室，所述反应室内的待测气态物质被所述测量光激发，发出紫外荧光；气体置换模块，包括设置在所述反应室上的进气口和出气ロ ；光转换模块，所述光转换模块用于将所述紫外荧光转换为可见光或近红外光；第一探測器，所述第一探測器用于将接收到的所述可见光或近红外光转换为电信号，并传送到信号处理单元；信号处理单元，所述信号处理单元用于利用所述光转换模块的转换效率处理接收到的所述电信号，从而得出所述待测气态物质的含量。根据上述的分析装置，所述分析装置进ー步包括第二探測器，用于直接測量所述光源的光强；所述第二探测器设置所述光源的侧部，输出端连接所述信号处理单元。根据上述的分析装置，优选地，所述第一探测器采用APD、PIN管。根据上述的分析装置，优选地，所述光转换模块采用稀土或铝酸盐材料。与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为I、通过转换，是紫外荧光转换为可见光或近红外管，从而使用APD、PIN等常规的低成本探測器的应用成为现实；2、第二探测器设置在光源的ー侧，可直接检测光源出射光的強度，完全避免了因其安装位置带来的杂散光对测量的影响，提高了测量的准确度。
參照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中图I是现有技术中二氧化硫分析装置的基本结构图；图2是根据实施例I的气态物质的分析装置的基本结构图；图3是根据实施例I的气态物质的分析方法的流程图。
具体实施方式
图2-3和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。实施例I :图2示意性地给出了本实施例的气态物质的分析装置的基本结构图。如图2所示，所述分析装置包括光源11，所述光源发出的測量光射入反应室21内，所述测量光包含的波长对应于待测气态物质(如ニ氧化硫、气态汞等)的吸收谱线。所述光源11可采用紫外灯、激光器
坐寸o反应室21，所述反应室21内容纳待测气态物质，待测气态物质被所述测量光激发出紫外荧光。所述反应室21上设置有窗ロ片41、42，便于所述測量光的入射和出射，同时用于隔离反应室21和外界。气体置换模块，包括设置在所述反应室上的进气ロ 31和出气ロ 32，从而不断置換所述反应室21内的待测气态物质。 光转换模块51，该光转换模块51设置在測量光路的侧部，用于将所述紫外荧光转换为可见光或近红外光。所述光转换模块51可采用稀土或铝酸盐材料，光转换效率可达90%。第一探測器61，所述第一探測器61用于将接收到的所述可见光或近红外光转换为电信号，并传送到信号处理单元。所述第一探測器61采用APD、PIN等较便宜的光电探测器。优选地，第二探測器81设置在所述光源11的侧部，用于直接检测光源11出射光的強度，并传送到所述信号处理单元71。信号处理单元71，所述信号处理单元71利用荧光分析技术、光转换模块的转换效率处理所述电信号，从而获知反应室内待测气态物质的含量。图3示意性地给出了本实施例的气态物质的分析方法的流程图。如图3所示，所述分析方法包括以下步骤(Al)光源发出的測量光进入反应室内；所述测量光包含的波长对应于待测气态物质(如ニ氧化硫、气态汞等)的吸收谱线。所述光源可采用紫外灯、激光器等(A2)反应室内的待测气态物质被所述测量光激发，发出紫外荧光；(A3)所述紫外突光被光转换模块转换为可见光或近红外光；所述光转换模块可采用稀土或铝酸盐材料，光转换效率可达90%。(A4)第一探測器将接收到的所述可见光或近红外光转换为电信号，并传送到信号处理单元；优选地，设置在所述光源的侧部的第二探測器直接检测光源出射光的強度，并传送到所述信号处理单元。(A5)信号处理单元利用荧光分析技术、光转换模块的转换效率处理接收到的所述电信号，从而获知待测气态物质(如ニ氧化硫、气态汞等)的含量。根据本实用新型实施例达到的益处在于由于将紫外荧光转换为可见光或近红外光，从而能适用APD、PIN等常规的便宜的光电探测器，有效地降低了分析装置的成本以及分析方法的运行成本。第二探测器设置在光源的侧部，直接检测光源出射光的強度，完全避免了因安装位置所帯来的杂散光对测量的影响。实施例2 根据实施例I的分析装置和方法在大气中二氧化硫检测中的应用例。光源采用氙灯或汞灯或氘灯，所述光源发出的測量光的波长包括对应于ニ氧化硫吸收谱线的波长，如214nm。ニ氧化硫被测量光中波长为214nm的光激发出荧光，该荧光的波长为330nm。采用稀土材料，将所述荧光转换为波长为红色可见光，并采用APD检测该可见光。实施例3:根据实施例I的分析装置和方法在大气中气态汞检测中的应用例。光源采用氙灯或汞灯或氘灯，所述光源发出的測量光的波长包括对应于气态汞的吸收谱线的波长，如254nm。气态汞被測量光中波长为254nm的光激发出荧光，该荧光的波长为254nm。采用铝酸盐此案料将所述荧光转换为波长为红色的可见光，并采用PIN检测该可见光。
权利要求1.气态物质的分析装置，所述分析装置包括 光源，所述光源发出的測量光射入反应室内； 反应室，所述反应室内的待测气态物质被所述测量光激发，发出紫外荧光； 气体置换模块，包括设置在所述反应室上的进气口和出气ロ； 光转换模块，所述光转换模块用于将所述紫外荧光转换为可见光或近红外光； 第一探測器，所述第一探測器用于将接收到的所述可见光或近红外光转换为电信号，并传送到信号处理单元； 信号处理单元，所述信号处理单元用于利用所述光转换模块的转换效率处理接收到的所述电信号，从而得出所述待测气态物质的含量。
2.根据权利要求I所述的分析装置，其特征在于所述分析装置进ー步包括 第二探測器，用于直接測量所述光源出射的光強；所述第二探测器设置在所述光源的侧部，输出端连接所述信号处理单元。
3.根据权利要求I所述的分析装置，其特征在于所述第一探测器采用APD、PIN管。
4.根据权利要求I所述的分析装置，其特征在于所述光转换模块采用稀土或铝酸盐材料。
专利摘要本实用新型提供了一种气态物质的分析装置，所述分析装置包括光源，所述光源发出的测量光射入反应室内；反应室，所述反应室内的待测气态物质被所述测量光激发，发出紫外荧光；气体置换模块，包括设置在所述反应室上的进气口和出气口；光转换模块，所述光转换模块用于将所述紫外荧光转换为可见光或近红外光；第一探测器，所述第一探测器用于将接收到的所述可见光或近红外光转换为电信号，并传送到信号处理单元；信号处理单元，所述信号处理单元用于利用所述光转换模块的转换效率处理接收到的所述电信号，从而得出所述待测气态物质的含量。本实用新型具有测量准确度高、成本低的等优点。
文档编号G01N21/64GK202404028SQ201120577628
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者叶华俊, 叶显君, 张良, 王健, 黄伟 申请人:杭州聚光环保科技有限公司, 聚光科技(杭州)股份有限公司