一种气体检测装置的制作方法

本发明实施例涉及气体检测领域，尤其涉及一种气体检测装置。

背景技术：

现如今在工业催化及多相燃烧领域中，等离子体放电及协同催化技术由于系统启动响应时间短、反应升温速度快、操作简单便携等优点越来越受到关注。同时气固表面反应一直是研究的热点与重点，而针对多相表面反应过程的精确分析与在线检测诊断问题，众多科学家进行了有益地探究与实质性地进展，如研发原位红外、原位电镜等方法来捕获多相反应过程中的反应中间物种，研究气固表面反应机理。中国专利，授权公告号cn204666493u，公开了一种原位红外反应在线表征系统，可在高真空、高温下对多相表面反应进行实时监测与表征。

然而，由于等离子体放电反应过程快，表面吸附物种、中间产物停留时间短，不能进入终端气体分析仪或色谱仪进行在线监测，故缺乏对等离子体放电协同催化条件下中间反应物种的在线精确分析与精准捕捉。

技术实现要素：

鉴于此，为解决上述技术问题或部分技术问题，本发明实施例提供一种气体检测装置。

第一方面，本发明实施例提供一种气体检测装置，应用于等离子体反应器的原位红外透射在线气体检测，包括：

原位反应池1、红外光谱仪2，以及设置于与所述原位反应池1中的等离子体反应器3；

其中，在所述原位反应池1中还设置有盛有固体样品的卡槽4，所述卡槽4设置于两个所述等离子体反应器3之间；在所述红外光谱仪2内还设置有透射窗口5；

所述红外光谱仪2通过所述透射窗口5透射于所述坩埚4内的固体样品上，进行气体检测。

在一个可能的实施方式中，所述固体样品为固体圆形薄片样品。

在一个可能的实施方式中，所述等离子体反应器3包括：

放点正极、放点负极、示波器、高压电源、红外测温探头、石英玻璃管以及供气系统。

在一个可能的实施方式中，所述原位反应池1为封闭腔体；

在所述封闭腔体设置有液氮冷却模块和活动卡槽。

在一个可能的实施方式中，所述红外光谱仪2为光谱仪密封腔体，且在所述光谱仪密封腔体内设置有两个光谱仪透射窗口5。

在一个可能的实施方式中，所述固体样品包括：经压片的催化剂和固体化石燃料。

在一个可能的实施方式中，所述卡槽4内的所述固体样品反应产生的气体并进入等离子体反应器3中；

所述等离子体反应器3在温度<500℃条件下进行等离子体放电的气固反应；

所述红外光谱仪2通过所述透射窗口5透射于所述卡槽4内的固体样品上，随等离子体放电过程在线捕捉与检测多相反应过程中的吸附气体类型及中间产物。

在一个可能的实施方式中，所述固体圆形薄片样品通过活动卡套固定于所述卡槽4内。

本发明提供的气体检测装置，在不影响等离子体放电的气固表面反应正常进行的条件下，能够在线快速精确捕获气固表面反应产生及演变的反应物、中间产物及最终产物的详细变化路径，实现等离子体快速放电协同催化反应的精确定性分析，有效提高对等离子体催化条件下表面反应机理的精确描述，进一步提高对表面反应过程的研究水平。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种气体检测装置的结构示意图；

原位反应池-1，红外光谱仪-2，等离子体反应器-3，卡槽-4，透射窗口-5。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。

图1为本发明实施例提供的一种气体检测装置的结构示意图，应用于等离子体反应器的原位红外透射在线气体检测，具体包括：

原位反应池1、红外光谱仪2，以及设置于与所述原位反应池1中的等离子体反应器3；

其中，在所述原位反应池1中还设置有盛有固体样品的卡槽4，所述卡槽4设置于两个所述等离子体反应器3之间；在所述红外光谱仪2内还设置有透射窗口5；

所述红外光谱仪2通过所述透射窗口5透射于所述卡槽4内的固体样品上，进行气体检测。

可选地，所述固体样品为固体圆形薄片样品。

可选地，所述等离子体反应器3包括：

放点正极、放点负极、示波器、高压电源、红外测温探头、石英玻璃管以及供气系统。

可选地，所述原位反应池1为封闭腔体；

在所述封闭腔体设置有液氮冷却模块和活动卡槽。

可选地，所述红外光谱仪2为光谱仪密封腔体，且在所述光谱仪密封腔体内设置有两个光谱仪透射窗口5。

可选地，所述固体样品包括：经压片的催化剂和固体化石燃料。

可选地，所述卡槽4内的所述固体样品反应产生的气体并进入等离子体反应器3中；

所述等离子体反应器3在温度<500℃条件下进行等离子体放电的气固反应；

所述红外光谱仪2通过所述透射窗口5透射于所述卡槽4内的固体样品上，随等离子体放电过程在线捕捉与检测多相反应过程中的吸附气体类型及中间产物。

可选地，所述固体圆形薄片样品通过活动卡套固定于所述卡槽4内。

本发明提供的利用上述检测装置进行气体检测的方法，包括以下步骤：

将装有固体样品的所述卡槽4(如催化剂、固体化石燃料等)放置在所述原位反应池1中，各种反应气进入所述等离子体反应器3中，进行等离子体放电的气固表面化学反应(如催化反应、燃烧反应、电化学反应等)，进一步地利用所述红外光谱仪2经所述透射窗口5透射在所述原位反应池1中的样品卡槽4上，进一步地随等离子体放电过程在线检测并精确捕捉气固表面反应过程的吸附气体类型及中间产物。

本发明提供的气体检测装置，在不影响等离子体放电的气固表面反应正常进行的条件下，能够在线快速精确捕获气固表面反应产生及演变的反应物、中间产物及最终产物的详细变化路径，实现等离子体快速放电协同催化反应的精确定性分析，有效提高对等离子体催化条件下表面反应机理的精确描述，进一步提高对表面反应过程的研究水平。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。