用于红外光谱多组分气体检测的样品池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于气体浓度检测技术领域，特别涉及一种用于红外光谱多组分气体检测的样品池。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的飞速发展，机动车的保有量也随之迅速增加。机动车的普及给人民生活带来极大便利的同时，也造成了严重的环境问题，目前机动车尾气已经成为大气的主要污染源。CO和CO2是机动车尾气中主要有害成分之一，据统计，城市空气污染中20%的C02，60?70 %的CO来自于机动车尾气。已颁布的排放标准均对机动车尾气中CO和CO2的浓度有严格限制，为了保证这些法规有效实施，必须发展精确可靠的机动车尾气CO和CO2浓度实时检测系统。
[0003]非分散红外(Nondispersive Infrared，NDIR)检测系统是一种通过测量待测气体分子对红外光特定波段能量的吸收强度来获得待测气体浓度的气体检测系统，具有结构简单、能同时测量多种气体，灵敏度高，响应快等特点。非分散红外检测系统是目前检测CO和0)2浓度最为常用的系统。将现有非分散红外检测系统用于机动车尾气CO和0)2浓度检测存在以下不足:(I)非分散红外检测系统对某种待测气体的检测灵敏度主要取决于吸收光程，为获得最佳的检测灵敏度，吸收光程的选择应根据待测气体对红外光的吸收强度和检测浓度范围决定，现有非分散红外检测系统在单一样品池内完成对CO和CO2浓度的检测，即CO和CO2的检测光程相同，但尾气中CO浓度一般为I?3 %，CO 2浓度一般大于10 %，且CO2对红外光的吸收比CO更强，按照上述检测光程选择标准，CO 2的检测光程应大大小于CO的检测光程，单一样品池的设计不能同时满足CO和0)2高检测灵敏度的要求；(2)现有非分散红外检测系统使用的CO测量波段与CO2红外吸收光谱存在重叠，由于尾气中CO 2浓度很高，对红外光吸收强度大，0)2对CO测量波段内红外光能量变化造成的影响不能忽略，如果不进行校准，CO浓度检测结果误差会很大。这里只是以CO和CO2为例，实际上，对于其他的吸收光谱存在重叠且两个气体浓度差异大的其他气体进行检测时，都会出现误差大的现象。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种用于红外光谱多组分气体检测的样品池，能够用于吸收光谱存在重叠现象的两种气体浓度的检测。
[0005]为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为:一种用于红外光谱多组分气体检测的样品池，待检测的第一、二气体的吸收光谱存在重叠区域，包括第一、二样品池，所述的第一样品池包括第一、二腔室，第二样品池包括第三腔室，第一腔室中填充有100%浓度的第二气体，第二、三腔室相连通用于通入待检测气体，第一、二样品池光路出口或入口分别设置有第一、二红外滤光片，第一、二红外滤光片的透过光谱分别位于第一、二气体红外吸收波段内。
[0006]与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果:通过在第一样品池中设置两个腔室，其中一个腔室中填充有100%浓度的待检测气体的其中之一，这样就能消除所填充气体对另一种气体检测的干扰。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合图1，对本实用新型做进一步详细叙述。
[0009]参阅图1，一种用于红外光谱多组分气体检测的样品池，待检测的第一、二气体的吸收光谱存在重叠区域，其特征在于:包括第一、二样品池10、20，所述的第一样品池10包括第一、二腔室11、12，第二样品池20包括第三腔室21，第一腔室11中填充有100%浓度的第二气体，第二、三腔室12、21相连通用于通入待检测气体，第一、二样品池10、20光路出口或入口分别设置有第一、二红外滤光片61、62，本实施例中优选地将红外滤光片设置在样品池的光路出口，第一、二红外滤光片61、62的透过光谱分别位于第一、二气体红外吸收波段内。这里通过在第一腔室11中填充100%浓度的第二气体，这样就消除了第二气体对第一气体的影响，提尚两种气体浓度检测精度。
[0010]为了消除光源的波动对检测结果造成的影响，本实施例中优选地，包括第三样品池30，第三样品池30包括第四腔室31，第二、三、四腔室12、21、31彼此连通用于通入待检测气体；第三样品池30的光路出口或入口设置有第三红外滤光片63，第三红外滤光片63的透过光谱位于第一、二气体红外吸收波段以外。设置第三样品池30之后，光源10的波动在第一、二、三样品池10、20、30上均有体现，通过后续处理可以消除光源波动引起的检测误差。
[0011]优选地，所述的第一、二、三样品池10、20、30均为等内径的圆管状池体，将各样品池的内径设置为相等，就能根据第一、二、三样品池10、20、30的长度来确定各样品池的腔室体积大小。第一样品池10的两端以及中间均设置有可透过红外辐射的窗片40，窗片40将第一样品池10分成所述的第一、二腔室11、12，第二、三样品池20、30的两端均用窗片40密封形成第三、四腔室21、31。这里所有的窗片40都是可透过红外辐射的。各样品池的长度根据待检测气体的浓度范围来确定。
[0012]所述的第一、三、二样品池10、30、20自上而下平行布置；第二、三腔室12、21的外周壁上分别设置有出、进气口 13、22，第二腔室12和第四腔室31之间、第三腔室21和第四腔室31之间均通过管50连通。设置管50将第二腔室12、第四腔室31、第三腔室21连通共同构成气体检测腔室，待检测气体由进气口 13进入气体检测腔室再由出气口 22排出。
[0013]为了保证气体检测腔室内均匀地充满待检测气体，第二腔室12的出气口 13和管接口、第三腔室21的进气口 22和管接口、第四腔室31的两个管接口均分置于所在腔室的两端，管接口即管50与各腔室相连接处，这段话也可以理解为:第二腔室12的出气口 13和第二腔室12上的管接口位于第二腔室12沿长度方向的两端且出气口 13、管50、第一样品池10三者轴心共面且出气口 13和管50朝向相反的方向顺延。同理，第三腔室21上的进气口 22和管接口也是相同的布置方式；第四腔室31上的两个管接口也按相同方式布置。这样设置以后，从进气口 22进入的待检测气体能够均匀地填充满第三腔室21、第四腔室31以及第二腔室12。
【主权项】
1.一种用于红外光谱多组分气体检测的样品池，待检测的第一、二气体的吸收光谱存在重叠区域，其特征在于:包括第一、二样品池(10、20)，所述的第一样品池(10)包括第一、二腔室(11、12)，第二样品池(20)包括第三腔室(21)，第一腔室(11)中填充有100%浓度的第二气体，第二、三腔室(12、21)相连通用于通入待检测气体，第一、二样品池(10、20)光路出口或入口分别设置有第一、二红外滤光片(61、62)，第一、二红外滤光片(61、62)的透过光谱分别位于第一、二气体红外吸收波段内。2.如权利要求1所述的用于红外光谱多组分气体检测的样品池，其特征在于:包括第三样品池(30)，第三样品池(30)包括第四腔室(31)，第二、三、四腔室(12、21、31)彼此连通用于通入待检测气体；第三样品池(30)的光路出口或入口设置有第三红外滤光片(63)，第三红外滤光片(63)的透过光谱位于第一、二气体红外吸收波段以外。3.如权利要求2所述的用于红外光谱多组分气体检测的样品池，其特征在于:所述的第一、二、三样品池(10、20、30)均为等内径的圆管状池体，第一样品池(10)的两端以及中间均设置有可透过红外辐射的窗片(40)，窗片(40)将第一样品池(10)分成所述的第一、二腔室(11、12)，第二、三样品池(20、30)的两端均用窗片(40)密封形成第三、四腔室(21、31) ο4.如权利要求2所述的用于红外光谱多组分气体检测的样品池，其特征在于:所述的第一、三、二样品池(10、30、20)自上而下平行布置；第二、三腔室(12、21)的外周壁上分别设置有出、进气口(13、22)，第二腔室(12)和第四腔室(31)之间、第三腔室(21)和第四腔室(31)之间均通过管(50)连通；第二腔室(12)的出气口(13)和管接口、第三腔室(21)的进气口(22)和管接口、第四腔室(31)的两个管接口均分置于所在腔室的两端。
【专利摘要】本实用新型属于气体浓度检测技术领域，特别涉及一种用于红外光谱多组分气体检测的样品池，待检测的第一、二气体的吸收光谱存在重叠区域，包括第一、二样品池，所述的第一样品池包括第一、二腔室，第二样品池包括第三腔室，第一腔室中填充有100％浓度的第二气体，第二、三腔室相连通用于通入待检测气体，第一、二样品池光路出口或入口分别设置有第一、二红外滤光片，第一、二红外滤光片的透过光谱分别位于第一、二气体红外吸收波段内。通过在第一样品池中设置两个腔室，其中一个腔室中填充有100％浓度的待检测气体的其中之一，这样就能消除所填充气体对另一种气体检测的干扰。
【IPC分类】G01N21/03, G01N21/3504
【公开号】CN205209946
【申请号】CN201520848077
【发明人】张玉钧, 陈晨, 高彦伟, 王立明, 李宏斌, 刘国华, 何莹, 尤坤, 高闽光, 贺春贵, 鲁一冰, 刘文清
【申请人】中国科学院合肥物质科学研究院
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年10月27日