專利名稱：NOx分析儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及環境監測中的氣體分析儀器，尤其是涉及一種在污染性空氣中檢測氮 的氧化物(NOx)含量的NOx分析儀。
背景技術：
目前在固定污染源連續排放監測系統(CEMS)中，NOx分析儀是對CEMS所抽取的 樣氣中的NOx含量進行檢測的裝置。NOx分析儀主要是通過NOx對紅外光有選擇性吸收性 的特性來測定采樣氣體中的NOx含量。通過將光信號變為壓力信號再變為電信號再經信號 處理與放大，經微處理器運算處理，最終在前端面板的LCD上實時顯示NOx濃度。
目前紅外吸收法的NOx分析儀是通過發出特定波長的紅外光，由于NOx對紅外光 有選擇性吸收，使到達接收器的紅外光的強度會隨混合氣體濃度的變化而相應的變化，通 過檢測此光能差并經信號處理后即可得出NOx的濃度。此方法測量精度較高，但存在以下 問題1、受氣態水分子的干擾較大，當混合氣體中的水分子含量過大時會直接影響測量值； 2、零點漂移周期較短，校準氣體消耗量較大；3、要對混合氣體進行脫水除塵預處理。
發明內容
針對以上市場上NOx分析儀存在的受氣態水分子干擾、零點漂移和檢測室不耐腐 蝕等不足，本發明目的在于提供一種能夠有效克服水分子對測量的影響、無明顯零點漂移、 氣體檢測室具較強耐腐蝕性的紅外吸收法的NOx分析儀。 本發明是通過以下技術措施實現，一種NOx分析儀，包括紅外光源、斬波器、檢測 室、濾光片和光電傳感器，紅外光源和斬波器之間設置有分離器，斬波器與濾光片之間設置 有與檢測室平行的密封的參比室，分離器能將紅外光源發出的紅外光等量分為兩束分別穿 過檢測室和參比室的光束，在檢測室和參比室的光路出口分別設置有濾光片，參比室經濾 光片的光路出口處設置有密封的光耦合器，光耦合器的光路出口通向光電傳感器，光電傳 感器電連接有能對光電傳感器傳輸來的電信號進行信號放大和信號處理的處理器，其中 參比室內密封有不會被紅外光吸收的體積百份比為90%的氮氣與10%的氦氣；光耦合器 內密封體積百份比2%的水蒸氣、75%的氮氣與23%的氦氣；檢測室為內壁鍍金拋光的合 金圓筒，從而使其耐腐蝕性得到了很大的提高；處理器包括高精密、低飄移的模擬放大電路 和窄帶濾波電路。 為避免光線在經過分離器、參比室和光耦合器時被吸收和發生漫反射，因此對分 離器、參比室和光耦合器的內壁都進行拋光處理。 工作時，首先CEMS預處理系統中帶有的N02_N0轉化器將樣氣中所有N02轉為N0， 并由制冷脫水裝置確保進入本發明的樣氣的氣態水分子體積《2%，且本發明在出廠前要 經過^與1120補償，即將^與空氣分別通入本發明的檢測室，并將數據記錄在本發明的處理 器內作為補償算法的補償數據使用；再將處理過的樣氣充入檢測室后，紅外光經過檢測室 時會被NO氣體與氣態水分子吸收，NO與H20其特征光譜有重疊部份，當紅外光到達檢測室
3時會形成由NO波段與NO+H20交叉波段造成的光能衰減經濾光片后到達傳感器，而紅外光 經參比室后仍然是100%的特定波段紅外光能，再經耦合器后會形成只有NO+H20交叉波段 造成的光能衰減同樣經濾光片后到達傳感器，經檢測室的特定波段紅外光與經參比室+光 耦合器的特定波段紅外光在傳感器上會形成由于光能差而造成的壓力差，通過檢測該壓力 差得出NO濃度。在傳感器上的光能差=(100%的NO波段光能+N0與H20交叉吸收波段光 能)_ (NO波段光能+N0與H20交叉吸收波段光能)。 由于本發明設置有密封有氣態水分子的光耦合器，光耦合器的使用令氣態水分 子的干擾得到了消除，并且檢測室為耐腐蝕性的內壁鍍金拋光的合金圓筒，而且后端處理 器包括的高精密、低飄移的模擬放大電路和窄帶濾波電路能明顯減緩本發明的零點漂移現 象，因此本發明具有能有效克服水分子對測量的影響、無明顯零點漂移、氣體檢測室具較強 耐腐蝕性的優點。
圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合實施例并對照附圖對本發明作進一步詳細說明。 N0x分析儀，包括紅外光源1、能將紅外光源1發出的紅外光等量分為兩束光束分 離器2、分離器2后方的斬波器3、斬波器3后方平行的密封的參比室4和檢測室7、設置在 參比室4和檢測室7光路出口的濾光片5和濾光片8、參比室4經濾光片5的光路出口處 設置有密封的光耦合器6、以及設置在光耦合器6的光路出口與濾光片8之間光電傳感器 9，光電傳感器9電連接有能對光電傳感器9傳輸來的電信號進行信號放大和信號處理的處 理器10，其中參比室4為兩端開口，密封有不會被紅外光吸收的體積百份比為90%的氮氣 與10%的氦氣的圓柱體，圓柱體兩端以高透光率的鏡片封閉；光耦合器6內密封體積百份 比2%的水蒸氣、75%的氮氣與23%的氦氣；檢測室7為兩端開口，內部經拋光工藝處理后 鍍金再進行拋光處理的不銹鋼材質的圓柱體，圓柱體內徑為18mm，長220mm，前端以特定波 長的濾光片封閉，后端在以高透光率的鏡片封閉后與濾光片8和光電傳感器9銜接；由于檢 測室7經過了特殊工藝的處理，其耐腐蝕性得到了很大的提高；光耦合器6的使用令氣態水 分子的干擾得到了消除，處理器10中設計有高精密、低飄移的前端放大電路和窄帶濾波電 路能明顯減緩本發明的零點漂移現象。 工作時，首先由CEMS預處理系統中帶有的N02-N0轉化器將樣氣中所有N02轉為 N0，并由制冷脫水裝置確保進入本發明的樣氣的氣態水分子體積《2X，且本發明在出廠前 要經過N2與H20補償，即將N2與空氣分別通入本發明的檢測室，并將數據記錄在本發明的 處理器10內作為補償算法的補償數據使用；再將處理過的樣氣充入檢測室7后，紅外光源 1經分離器2能發出的紅外光等量分為兩束經斬波器3調制后分別通入檢測室7與參比室 4，紅外光在檢測室7中被樣氣中的NO氣體與氣態水分子吸收，NO與H20其特征光譜有重疊 部份，當紅外光到達檢測室7時會形成由NO波段與N0+H20交叉波段造成的光能衰減經濾 光片8后到達光電傳感器9，而參比室4的紅外光不會被惰性氣體吸收仍然是100%的特定 波段紅外光能，會形成只有N0+H20交叉波段造成的光能衰減同樣經濾光片5后到達光電傳感器9，再經耦合器6后，經檢測室7的特定波段紅外光與經參比室4加光耦合器6的特定 波段紅外光在光電傳感器9上會形成由于光能差而造成的壓力差，通過光電傳感器9檢測 此二者光能差并經處理器10對信號進行處理后即可得出NO濃度。在光電傳感器9上的光 能差=(100 %的NO波段光能+N0與H20交叉吸收波段光能)-(NO波段光能+N0與H20交 叉吸收波段光能)。 以上是對本發明NOx分析儀的結構和工作過程進行了闡述，用于幫助理解本發 明，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，如還可在處理器上連接GPRS等無線通 訊模塊，通過無線網絡將檢測到的信號發送給中心計算機進行統一存貯和處理。本發明的 其它的任何未背離本發明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方 式，都包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種NOx分析儀，包括紅外光源、斬波器、檢測室、濾光片和光電傳感器，其特征在于所述紅外光源和斬波器之間設置有分離器，所述斬波器與濾光片之間設置有與檢測室平行的密封的參比室，所述分離器能將紅外光源發出的紅外光等量分為兩束分別穿過檢測室和參比室的光束，在檢測室和參比室的光路出口分別設置有濾光片，參比室經濾光片的光路出口處設置有密封的光耦合器，光耦合器的光路出口通向光電傳感器，光電傳感器電連接有能對光電傳感器傳輸來的電信號進行信號放大和信號處理的處理器，其中所述參比室內密封體積百份比90％的氮氣與10％的氦氣；所述光耦合器內密封體積百份比2％的水蒸氣、75％的氮氣與23％的氦氣；所述檢測室為內壁鍍金拋光的合金圓筒；所述處理器包括高精密、低飄移的模擬放大電路和窄帶濾波電路。
2. 根據權利要求1所述的NOx分析儀，其特征在于所述分離器的內壁具有拋光層。
3. 根據權利要求1所述的NOx分析儀，其特征在于所述參比室的內壁具有拋光層。
4. 根據權利要求3所述的NOx分析儀，其特征在于所述光耦合器的內壁具有拋光層。
全文摘要
本發明公開了一種NOx分析儀，包括紅外光源、斬波器、檢測室、濾光片和光電傳感器，紅外光源和斬波器之間設置有分離器，斬波器與濾光片之間設置有與檢測室平行的密封的參比室，分離器能將紅外光源發出的紅外光等量分為兩束分別穿過檢測室和參比室的光束，在檢測室和參比室的光路出口分別設置有濾光片，參比室經濾光片的光路出口處設置有密封的光耦合器，光耦合器的光路出口通向光電傳感器，光電傳感器電連接有能對光電傳感器傳輸來的電信號進行信號放大和信號處理的處理器，本發明具有能有效克服水分子對測量的影響、無明顯零點漂移、氣體檢測室具較強耐腐蝕性的優點。
文檔編號G01N21/31GK101726468SQ200910188900
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月11日 優先權日2009年12月11日
發明者呂俊鵬, 陳傳富, 韋常賢 申請人:宇星科技發展(深圳)有限公司
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