气体浓度测量装置及气体浓度测量方法与流程

本发明涉及气体浓度测量领域，特别是涉及一种气体浓度测量装置及气体浓度测量方法。

背景技术：

1、常见的测量气体浓度的方法分为接触式或非接触式。接触式的包括半导体型，催化燃烧型，电化学型，特点是需要气体与传感器接触发生反应，从而测量气体浓度。非接触式主要是基于激光测量技术的，包括ndir(非色散红外)，tdlas(调谐半导体吸收光谱)，crd(光腔衰减)等方法。

2、为了实现特定目的，气体常常会被填充入中空透明结构中，例如，在化学反应或半导体制程中，为了使得化学反应或半导体制程不受其它气体的影响，需要将化学反应或半导体制程置于密闭的中空透明结构中，并充入惰性气体。又例如中空玻璃，为了取得良好的隔热、隔音效果，将两片或多片玻璃均匀隔开并周边粘结密封，在玻璃层间填充氩气或氪气。

3、为了得到或维持良好的效果，需要对这些中空透明结构内的气体进行浓度测量，使得中空透明结构内的气体达到或维持预设的浓度。

4、公告号为cn 207379786u的中国专利公开了一种检测中空玻璃内氩气含量的装置，该装置需将针头插入到中空玻璃内部，对中空玻璃内的气体进行抽取取样，然后再对气体样品分析，从而获取气体的浓度。这种方法的弊端在于会对中空玻璃的密闭性产生破坏，对中空玻璃的密闭性和完整性产生不利的影响。

5、因此，目前用于测量中空透明结构内气体的浓度的装置使用不方便，并不能满足使用要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例旨在提供一种气体浓度测量装置及方法，以解决中空透明结构内气体的浓度测量不方便的技术问题。

2、本发明实施例解决其技术问题采用以下技术方案：提供一种气体浓度测量装置，用于测量中空透明结构中气体的浓度，所述气体浓度测量装置包括：

3、激光发射组件，用于发射激光束；

4、探测器，用于接收经所述中空透明结构反射的激光束；以及

5、密封容器，填充有惰性气体，所述激光发射组件和所述探测器均收容于所述密封容器内。

6、在一些实施例中，所述激光发射组件包括激光器和激光角度调节装置；

7、所述激光器用于发射所述激光束；

8、所述激光角度调节装置，用于调节所述激光器发射的激光束的角度。

9、在一些实施例中，所述激光角度调节装置包括驱动装置，所述激光器安装于所述驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述激光器转动，以调节所述激光器发射的激光束的角度。

10、在一些实施例中，所述激光角度调节装置包括驱动装置和光反射元件，所述光反射元件安装于所述驱动装置；

11、所述光反射元件用于将所述激光器发射的激光束反射至所述中空透明结构；

12、所述驱动装置用于驱动所述光反射元件转动，以调节所述激光束入射所述中空透明结构的角度。

13、在一些实施例中，所述激光角度调节装置还包括滤波元件，所述滤波元件位于所述密封容器内，并且所述滤波元件位于经所述中空透明结构反射的激光束的光路中，所述滤波元件还位于入射所述中空透明结构的激光束的光路中；

14、所述滤波元件安装于所述密封容器的侧壁。

15、本发明实施例解决其技术问题还采用以下技术方案：提供一种气体浓度测量方法，用于测量中空透明结构中气体的浓度，所述气体浓度测量方法包括：

16、提供激光发射组件、探测器、密封容器，所述密封容器填充有惰性气体，所述激光发射组件和所述探测器均收容于所述密封容器内；

17、所述激光发射组件发射激光束，所述激光束入射所述中空透明结构；

18、所述探测器接收经所述中空透明结构反射的激光束；

19、根据所述探测器接收的激光束，计算所述中空透明结构中气体的浓度。

20、在一些实施例中，所述中空透明结构中的填充气体为惰性气体；

21、所述根据所述探测器接收的激光束，计算所述中空透明结构中气体的浓度，包括：

22、根据所述探测器接收的激光束，计算得到所述中空透明结构内的光吸收气体的浓度；

23、根据所述光吸收气体的浓度计算得到所述中空透明结构中的所述惰性气体的浓度。

24、在一些实施例中，所述中空透明结构包括第一玻璃层、第二玻璃层、第三玻璃层，所述第一玻璃层和所述第二玻璃层之间形成第一充气层，所述第二玻璃层和所述第三玻璃层之间形成第二充气层；

25、所述激光发射组件发射激光束，所述激光束入射所述中空透明结构，包括：

26、所述激光发射组件发射第一激光束，所述第一激光束以第一入射角度入射所述中空透明结构，所述第一激光束穿过所述第一玻璃层和所述第一充气层，入射至所述第二玻璃层；

27、所述激光发射组件发射第二激光束，所述第二激光束以第二入射角度入射所述中空透明结构，所述第二激光束穿过所述第一玻璃层、所述第一充气层、所述第二玻璃层、所述第二充气层，入射至所述第三玻璃层；

28、所述探测器接收经所述中空透明结构反射的激光束，包括：

29、所述探测器接收经所述第二玻璃层反射的所述第一激光束；

30、所述探测器接收经所述第三玻璃层反射的所述第二激光束；

31、根据所述探测器接收的激光束，计算所述中空透明结构内的气体的浓度，包括：

32、根据所述探测器接收的所述第一激光束，计算所述第一充气层的气体的浓度；

33、根据所述探测器接收的所述第二激光束和所述第一充气层的气体的浓度，计算所述第二充气层的气体的浓度。

34、在一些实施例中，所述根据所述探测器接收的所述第二激光束和所述第一充气层的气体的浓度，计算所述第二充气层的气体的浓度，包括：

35、根据所述探测器接收的第二激光束，计算得到所述第一充气层中的气体和所述第二充气层中的气体合计的光吸收强度；

36、根据所述合计的光吸收强度计算得到气体浓度总和；

37、将所述气体浓度总和减去所述第一充气层的气体的浓度，得到所述第二充气层的气体的浓度。

38、在一些实施例中，所述第一充气层中的填充气体和所述第二充气层中的填充气体均为惰性气体；

39、所述根据所述探测器接收的所述第一激光束，计算所述第一充气层的气体的浓度，包括：

40、根据所述探测器接收的所述第一激光束，计算得到所述第一充气层的光吸收气体的浓度；

41、根据所述第一充气层的光吸收气体的浓度，计算得到所述第一充气层的惰性气体的浓度；

42、所述根据所述探测器接收的所述第二激光束和所述第一充气层的气体的浓度，计算所述第二充气层的气体的浓度，包括：

43、根据所述探测器接收的第二激光束，计算得到所述第一充气层的光吸收气体和所述第二充气层的光吸收气体合计的光吸收强度；

44、根据所述合计的光吸收强度计算得到气体浓度总和；

45、将所述气体浓度总和减去所述第一充气层的惰性气体的浓度，得到所述第二充气层的惰性气体的浓度。

46、与现有技术相比，在本发明实施例的气体浓度测量装置及方法中，激光发射组件发射的激光束经中空透明结构反射而由探测器接收，使得激光发射组件和探测器可位于中空透明结构的同一侧，由此使得本发明实施例的气体浓度测量装置及方法占用的场地较少，并且场地适应性强。另外，密封容器填充有惰性气体，激光发射组件和探测器均收容于密封容器内，激光束出射后，在密封容器中传播，可降少其它气体对激光束产生干扰，提高了测量精度。