专利名称:对称式结构二氧化硫紫外荧光发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境大气质量自动监测技术，具体是紫外荧光二氧化硫监测仪中的对称式结构二氧化硫紫外荧光发生器。
背景技术：
目前国内外市场上的同类仪器如美国TE公司(Thermo Enviromental InstrumentInc.)的43C型二氧化硫监测仪，法国环境仪器公司的AF21M型二氧化硫监测仪等，全部都使用单个荧光发生器结构形式，这种结构形式一直制约着紫外荧光二氧化硫监测系统检测准确度和长期工作稳定可靠性能的进一步提高。究其原因，主要是单荧光发生器结构不能为仪器检测的同步实时提供系统的本底信号，本底信号是测量时的零位基准。正确的本底信号才能取得精确测量结果。
在紫外荧光二氧化硫监测仪中，有很多因素都会引起本底信号的变化，如紫外激发光光强的变化，光电探测器工作参数变化，环境参数(如温度、湿度)变化，系统气路参数(如流量、压力)变化以及除二氧化硫外的空气组分等变化都会引起仪器本底的变化。测量时同步实时采集到仪器本底信号才可能最大限度地消除各种干扰因素造成的测量误差。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种对称式结构二氧化硫紫外荧光发生器，用于紫外荧光二氧化硫监测仪中，本发明是在单荧光室的基础上增加一个结构上、光路上完全相同的荧光室，形成一个由两个荧光室组成的对称式机构二氧化硫紫外荧光发生器，从而提高紫外二氧化硫荧光发生效率，并能产生与二氧化硫荧光的信号同步的本底信号。
图1是本发明结构示意图，如图所示，本发明主要包括如下部件
——紫外光源，分别连接两个反射式衍射滤光器；——反射式衍射滤光器，向两个紫外荧光室发出激发光；——两个紫外荧光室，激发被测气体，产生荧光；——两个紫外荧光采集器，分别收集来自两个紫外荧光室的荧光。
紫外荧光二氧化硫监测仪则对采集器得到的荧光进行检测，从而显示出被测气体的浓度。
为了进行实时检测，两个紫外荧光室与气泵连接，随时排出检测后的气体。
为了得到产生高效的激发光，本发明采用的反射式衍射滤光器的分光元件是1200线/mm的光栅，这种滤光器可以根据光源的光谱成分和使用要求变更、调定输出的激发光束谱线，是一种光谱通频带可调的滤光器。
为了实现准确测量，本发明分别使用的两个相同的紫外荧光室、反射式衍射滤光器、紫外荧光采集器。在它们的对称组合结构中，各自有完全相同的气路结构和荧光采集组件，荧光室内的激发光束也完全相同。
本发明与现有技术相比具有如下优点1、由于本发明采用反射式衍射滤光器，紫外光源产生的紫外光到达荧光室的整个传输过程全部采用反射式传输光路，该紫外光传输方法能最大限度地提高紫外光的传输效率。与目前同类仪器应用的光路比较，紫外光传输效率高，达20％以上；2、本发明利用的反射式衍射滤光器具有的衍射-分光功能，获得的紫外激发光与同类仪器滤光器获得的紫外激发光相比，具有更高的效率，其透过率达50％以上，而一般仪器使用的干涉薄膜滤光器产生的紫外光的透过率只能达到10～15％。另外，本发明的滤光器的透过波长和带宽可调，使用寿命长和成本较低廉；3、本发明能同步提供大气二氧化硫荧光信号和系统本底信号，为消除各种干扰因素对测量结果的影响，提高仪器的准确度和长期稳定性提供了可能。
图1是本发明结构框图；
图2是本发明工作原理图。
具体实施方式
结合图2，举例说明本发明的工作流程紫外光源(本发明为Zn灯)发出的光以互成180°的方向分别进入滤光器F1和F2，在滤光器内，光束经准直、衍射和分光会聚后从窄缝10和窄缝28输出调定的单色光。本发明设定的紫外光中心波长为214nm，旋动千分螺丝3，可改变从窄缝10输出光束的波长，旋动芡粉螺丝33，可改变从窄缝28输出光束的波长。两紫外光束的光强可根据系统要求通过可变光栏2和24进行调节。从窄缝10出射的214nm紫外光将无阻拦地进入荧光室A1，形成产生二氧化硫荧光的激发光。
在荧光室A1内荧光接收组件16，它的任务是最大限度地聚集二氧化硫的紫外荧光(通频带为330～400nm)并导入光电探测部件PMT1。在荧光室A1上还有被测样气入口14和样气出口20，样气从入口14进入充满荧光室，接受紫外光(214nm)激励，二氧化硫被激励产生的荧光经荧光接收组件16聚集后导入光电探测部件PMT1，转换成与二氧化硫浓度相关的电信号。激励光束最后到达由组件18和19组成的光陷器被吸收。
同样，经可变光栏24进入滤光器F2的光束，经衍射分光后，从出口窄缝28射出中心波长214nm紫外激励光束，在荧光室A2内的光路、气路以及结构形式与上述的荧光室A1一样。不同的地方是A2气路入口27输入的被测样气是无二氧化硫组份的空气或零气，而A1气路入口14输入的是空气(含有二氧化硫组份)。
从而达到如下效果214nm波长的紫外光从光源到达荧光室，整个传输过程全部采用反射式传输光路，这种紫外光传输方法能最大限度地提高214nm紫外光地传输效率。与目前同类仪器应用的光路比较，紫外光传输效率提高20％以上。
使用衍射-分光滤光器获得214nm紫外激发光的方法，与同类仪器滤光器的性能相比，具有效率高(214nm的透过率达50％以上)，而一般仪器使用的干涉薄膜滤光器214nm的透过率只能达到10～15％。
权利要求
1.一种对称式结构二氧化硫紫外荧光发生器，其特征在于包括——紫外光源，分别连接两个反射式衍射滤光器；——反射式衍射滤光器，向两个紫外荧光室发出激发光；——两个紫外荧光室，激发被测气体，产生荧光；——两个紫外荧光采集器，分别收集来自两个紫外荧光室的荧光。
2.根据权利要求
1所述的对称式结构二氧化硫紫外荧光发生器，其特征在于反射式衍射滤光器的分光元件是1200线/mm的光栅。
3.根据权利要求
1所述的对称式结构二氧化硫紫外荧光发生器，其特征在于使用两个相同的紫外荧光室、反射式衍射滤光器、紫外荧光采集器。
专利摘要
本发明涉及环境大气质量自动监测仪器中紫外荧光法二氧化硫监测仪的荧光发生器，包括紫外光源，分别连接两个反射式衍射滤光器；反射式衍射滤光器，向两个紫外荧光室发出激发光；两个紫外荧光室，激发被测气体，产生荧光；两个紫外荧光采集器，分别收集来自两个紫外荧光室的荧光。本发明能同步提供大气二氧化硫荧光信息和系统本底信息，本发明可最大限度消除各种干扰因素对测量的影响，提高仪器的准确度和长期稳定性。
文档编号G01N21/64GKCN1746663SQ200510035971
公开日2006年3月15日 申请日期2005年7月21日
发明者杨冠玲, 何振江 申请人:华南师范大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan