处于微负压状态的恒流荧光测量系统及测量方法与流程

本发明涉及气体测量，具体地涉及一种处于微负压状态的恒流荧光测量系统及一种基于处于微负压状态的恒流荧光测量系统的测量方法。

背景技术：

1、目前，采用荧光测量的方式对气体进行测量的技术发展迅速，其具体过程为：待测气体进入测量腔后被光学系统发出的光激发并辐射出荧光，采集系统获取及处理辐射出的荧光信号，通过光电转换建立线性的浓度关系。另外，多数荧光气体组分测量装置使用正压气力传输方式对样品气体进行传输，需要外部压力源提供气体压力（如气体压缩机或者气瓶），通过流量控制模块把流量限制在1l~1.5l附近从而把样气输送至测量系统中，样品气体在测量过程中，测量腔体压强大于760mmhg，测量腔体处于微正压或正压的测量状态。

2、但是，当测量系统处于正压状态进行气体的痕量浓度测量时，会出现被测气体组分的吸收截面发生变化，标准浓度测量失真等问题；同时正压测量系统零点背景波动较大，基线背景也会上升，造成测量系统无法对痕量或超痕量浓度的待测气体浓度进行准确测量，并且由于正压会把气体推挤在气路中，系统样气切换时压强不稳定，周期性的模式切换测量过程中气体脉冲的一致性变差等问题；另外，正压式气体测量系统具有一定的局限性，不适用于特殊气体，例如高粘度气体、易燃气体，有毒气体等有害气体，如果系统出现漏气或故障，气体泄漏可能对工作人员造成伤害。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种处于微负压状态的恒流荧光测量系统及测量方法，用以解决上述：当测量系统处于正压状态进行气体痕量浓度测量时，会出现被测气体组分的吸收截面发生变化，标准浓度测量失真等问题；同时正压测量系统零点背景波动较大，基线背景也会上升，造成测量系统无法对痕量或超痕量浓度的待测气体浓度进行准确测量，并且由于正压会把气体推挤在气路中，系统样气切换时压强不稳定，周期性的模式切换测量过程中气体脉冲的一致性变差；另外，正压式气体测量系统具有一定的局限性，不适用于特殊气体，例如高粘度气体、易燃气体，有毒气体等有害气体，如果系统出现漏气或故障，气体泄漏可能对工作人员造成伤害的问题。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供一种处于微负压状态的恒流荧光测量系统，所述系统包括：

3、第一气路转换机构，所述第一气路转换机构的进气口连接待测气体输送管道和惰性气源；

4、干扰组分去除装置，所述干扰组分去除装置的进气口连接所述第一气路转换机构的出气口，用于去除待测气体中的干扰组分；

5、气体形态转换富集装置，所述干扰组分去除装置的进气口连接所述第一气路转换机构的出气口，用于对待测气体进行气体形态转换和气体的富集；

6、荧光测量装置，所述荧光测量装置的进气口通过第二气路转换机构连接所述干扰组分去除装置的出气口和所述气体形态转换富集装置的出气口，用于对待测气体进行浓度测量；

7、限流装置，所述限流装置的进气口连接所述第二气路转换机构的出气口和所述荧光测量装置的出气口，所述限流装置的出气口连接排气机构，所述限流装置与所述排气机构相互配合用于稳定荧光测量装置的进气流量，以及使荧光测量装置处于负压。

8、可选的，所述第一气路转换机构包括：

9、第一三通接头和第一三通阀；

10、所述第一三通接头的进气口连接所述待测气体输送管道，所述第一三通接头的第一出气口连接所述第一三通阀的第一进气口，第二出气口连接所述干扰组分去除装置的进气口；

11、所述第一三通阀的第二气口连接所述惰性气源，所述第一三通阀的出气口连接所述气体形态转换富集装置的进气口。

12、可选的，所述第二气路转换机构包括：

13、第二三通阀和第三三通阀；

14、所述第二三通阀的第一进气口连接所述干扰组分去除装置的出气口，所述第二三通阀的第二进气口连接所述第三三通阀的第一出气口，所述第二三通阀的出气口连接所述荧光测量装置的进气口；

15、所述第三三通阀的进气口连接所述气体形态转换富集装置的出气口，所述第三三通阀的第二出气口连接所述限流装置的进气口。

16、可选的，所述限流装置通过第二三通接头连接所述排气机构的进气口，所述限流装置包括：

17、第一限流装置，所述第一限流装置的进气口连接所述第二气路转换机构的出气口，所述第一限流装置的出气口通过电磁阀连接所述第二三通接头的第一进气口；

18、第二限流装置，所述第二限流装置的进气口连接所述荧光测量装置的出气口，所述第二限流装置的出气口连接所述第二三通接头的第二进气口；

19、所述第二三通接头的出气口连接所述排气机构的进气口。

20、可选的，所述干扰组分去除装置为碳氢去除器；

21、所述气体形态转换富集装置包括裂解器和气体富集器；

22、所述荧光测量装置为荧光测量仪；

23、所述限流装置为毛细限流结构；

24、所述排气机构为气动隔膜泵。

25、可选的，所述限流装置与所述第二气路转换机构之间、所述限流装置与所述荧光测量装置之间均设置有传感器组，用于测量对应管道内的气体流量和气体压力；

26、所述第一气路转换机构与所述待测气体输送管道之间设置有第三三通接头；

27、所述第一气路转换机构与所述惰性气源之间设置有质量流量计，用于控制惰性气体的流量。

28、本发明还提供一种基于处于微负压状态的恒流荧光测量系统的测量方法，所述方法包括：

29、获取待测气体的初始预估浓度和气体组分；

30、基于所述初始预估浓度和所述气体组分，确定测量模式，所述测量模式包括常规测量模式、转化测量模式和富集测量模式；

31、其中，所述确定测量模式，包括：

32、若所述初始预估浓度大于等于设定阈值且气体组分中存在可通过荧光测量的组分，则确定测量模式为常规测量模式；

33、若所述气体组分中存在不可直接通过荧光测量得到浓度的组分，则确定测量模式为转化测量模式；

34、若所述初始预估浓度小于设定阈值，则确定测量模式为富集测量模式；

35、基于所述测量模式控制恒流荧光测量系统进行待测气体的浓度测量。

36、可选的，所述常规测量模式包括：

37、控制电磁阀关闭；

38、调整第一气路转换机构和第二气路转换机构的开闭状态，使得待测气体的移动路径依次为：待测气体输送管道、干扰组分去除装置、荧光测量装置、第二限流装置和排气机构。

39、可选的，所述转化测量模式包括：

40、控制电磁阀关闭；

41、调整第一气路转换机构和第二气路转换机构的开闭状态，使得待测气体的移动路径依次为：待测气体输送管道、气体形态转换富集装置、荧光测量装置、第二限流装置和排气机构。

42、可选的，所述富集测量模式包括：

43、控制电磁阀导通；

44、调整第一气路转换机构和第二气路转换机构的开闭状态，使得待测气体的移动路径依次为：待测气体输送管道、气体形态转换富集装置、第一限流装置和排气机构；

45、经过预设时长后，控制电磁阀关闭，同时调整第一气路转换机构和第二气路转换机构的开闭状态，控制惰性气源向气体形态转换富集装置供气，以及控制待测气体输送管道停止向气体形态转换富集装置供气，以将待测气体的移动路径调整为：气体形态转换富集装置、荧光测量装置、第二限流装置和排气机构。

46、本技术方案通过限流装置与排气机构的相互配合，能够使荧光测量装置内处于负压状态，保持测量系统的气体稳定性，在快速响应以及样气切换时有效降低气压波动对荧光系统测量过程的影响；同时利用干扰组分去除装置去除大分子、聚合物等干扰目标气体的组分，提高系统的测量精度以及灵敏度；并且利用气体形态转换富集装置对不具备荧光效应的组分进行转换和对浓度过低的组分进行富集，从而实现不同类型样气浓度的准确测量，适用范围广。

47、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。